Om optisk fiber

Definition av fiberoptik

1 、 Fiberoptik

Fiberoptisk, förkortad som optisk fiber, är en typ av fiber tillverkad av glas eller plast som kan användas som ett verktyg för lätt transmission. Överföringsprincipen är 'Total reflektion av ljus '. 

2 、 Typer av optiska fibrer

Det finns många typer av optiska fibrer, och de nödvändiga funktionerna och prestandan varierar beroende på syftet. Men för fiberoptiska kablar som används i kabel -tv och kommunikation är design- och tillverkningsprinciperna i princip desamma, till exempel: 

① Låg förlust; 

② har en viss bandbredd och låg spridning; 

③ Enkla ledningar; 

④ Lätt att förena; 

⑤ Hög tillförlitlighet; 

⑥ Tillverkning är relativt enkel; 

⑦ överkomligt, etc. 

Klassificeringen av optiska fibrer sammanfattas huvudsakligen från arbetsvåglängden, brytningsindexfördelning, transmissionsläge, råvaror och tillverkningsmetoder. Här är olika exempel på klassificeringar. 

(1) Arbetsvåglängder: UV-fiber, observerbar fiber, nära infraröd fiber, infraröd fiber (0,85, 13:00, 13:55) 

(2) Fördelning av brytningsindex: Steg (SI) Typ, nära stegtyp, gradient (GI) -typ, annan (såsom triangulär, W-typ, konkav typ, etc.).

(3) Överföringsläge: Enkellägesfiber (inklusive polarisation som upprätthåller fiber och icke-polarisering som upprätthåller fiber), multi-läge fiber. 

(4) Råvaror: kvartsglas, multikomponentglas, plast, kompositmaterial (såsom plastbeklädnad, flytande fiberkärna, etc.), infraröda material, etc. Enligt beläggningsmaterialet kan det också delas upp i oorganiska material (kol, etc.), metallmaterial (koppar, nickel, etc.) och plastik. 

(5) Tillverkningsmetoder: Förformning inkluderar axiell avsättning av ångfas (VAD), kemisk ångavsättning (CVD), etc. Ritningsmetoder inkluderar ROD Intube och dubbel degelmetoder. 

Kvartsoptisk fiber är en typ av optisk fiber som använder kiseldioxid (SiO2) som det huvudsakliga råmaterialet och kontrollerar brytningsindexfördelningen för kärnan och beklädnaden enligt olika dopningsmängder. Kvartserien (glas) optiska fibrer har egenskaperna för låg effektförbrukning och bredband och används nu allmänt i kabel -TV- och kommunikationssystem. Jämfört med andra optiska fibrer har kiseldioxidfiber också ett brett spektrum av ljusöverföring från ultraviolett till nästan infrarött ljus. Förutom kommunikationsändamål kan det också användas för ljus och dess egenskaper.

 

3. Ljus är en elektromagnetisk våg

Våglängdsområdet för synligt ljus är 390-760Nm (millimikroner). Den del som är större än 760 nm är infraröd ljus, och delen mindre än 390 nm är ultraviolett ljus. De viktigaste tillämpningarna i optiska fibrer är 850 nm ， 1310 nm ， 1550 nm.

 

4 、 Brytning, reflektion och total reflektion av ljus 

På grund av de olika förökningshastigheterna för ljus i olika ämnen, när ljus riktas från ett ämne till en annan, inträffar brytning och reflektion vid gränssnittet mellan de två ämnena. Dessutom varierar vinkeln på utbredda ljus med infallsljusets vinkel. När infallsljusets vinkel når eller överskrider en viss vinkel försvinner det brytade ljuset och allt infallande ljus återspeglas tillbaka, vilket kallas total reflektion av ljus. Olika ämnen har olika brytningsvinklar för ljus med samma våglängd (dvs. olika ämnen har olika brytningsindex), och samma substans har också olika brytningsvinklar för ljus med olika våglängder. Fiberoptisk kommunikation bildas baserat på ovanstående principer. 

 

5 、 Fiberoptisk struktur

Fiberoptiska nakfibrer är i allmänhet uppdelade i tre lager: en central brytningsindexglaskärna (kärndiametern i allmänhet 50 eller 62,5 um）, med ett lågt brytningsindex kiselglasbeläggning i mitten (vanligtvis med en diameter på 125 um) den yttersta är hartsbeläggningen som används för förstärkning. 

 

6 、 Numerisk öppning

Den lätta incidenten på fiberändytan kan inte överföras helt av fibern, endast det infallande ljuset inom ett visst vinkelområde kan överföras. Denna vinkel kallas den numeriska öppningen för den optiska fibern. En större numerisk öppning av optiska fibrer är fördelaktigt för fiberdockning. Den numeriska öppningen för optiska fibrer som produceras av olika tillverkare varierar.  

 

7 、 Fiber- och multimodfiber: 

(1) Enligt transmissionsläget för ljus i optiska fibrer kan det delas upp i enstaka fibrer och flera läge fibrer. 

Multimodfiber: mittglaskärnan är tjockare (50 eller 62,5 um）. Den kan överföra flera ljusformer. Men dess intermodala spridning är relativt stor, vilket begränsar frekvensen för att överföra digitala signaler och blir allvarligare med ökande avstånd.

Single mode optical fiber: The center glass core is relatively thin (core diameter is generally 9μm）. Only one mode of light can be transmitted. Therefore, its intermodal dispersion is small and suitable for remote communication, but its chromatic dispersion plays a major role. Therefore, single-mode fibers have high requirements for the spectral width and stability of the light source, that is, the spectral width should be narrow and the stability should vara bra. 

(2) dividerat med det optimala fönstret för transmissionsfrekvens: Konventionell fiber och dispersion skiftade fiber med en enda läge. 

Konventionell typ: Fiberoptiska tillverkare optimerar överföringsfrekvensen för optiska fibrer på en enda våglängd av ljus, såsom 1300nm. 

Dispersionsförskjutningstyp: Fiberoptiska tillverkare optimerar överföringsfrekvensen för optiska fibrer på två våglängder av ljus, såsom 1300 nm och 1550 nm. 

(3) Enligt fördelningen av brytningsindex kan den delas upp i mutationstyp och gradienttyp optiska fibrer. 

Mutanttyp: Brytningsindexet från mittkärnan i den optiska fibern till glasbeklädnaden är plötsligt. Det har låg kostnad och spridning av hög interläge. Lämplig för kort avstånd med låg hastighet, såsom industriell kontroll. På grund av den lilla intermodala dispersionen använder emellertid en enkelläge fibrer en mutationstyp.

Gradienttypfiber: Brytningsindexet från fiberkärnan i fibern till glasbeläggningen minskar gradvis, vilket gör att högläge ljus kan spridas på ett sinusformat sätt, minska dispersionen mellan läget, öka fiberbandbredden och öka transmissionsavståndet. Kostnaden är dock relativt hög. Nuförtiden är multimodfibrer mestadels av lutningstypfibrer. 

 

8 、 Vanliga fiberoptiska specifikationer 

      Enkelt läge ： 9/125μm

      Multimode ： 50/125μm ， 62,5/125μm

Industriella, medicinska och låghastighetsnätverk ： 100/140μm ， 200/230 μm  

Plast ： 98/1000μm ， som används i fält som bilkontrollljusguide och bildöverföring.