Nan kominikasyon optik, gid ond optik ki nesesè pou transmisyon siyal optik long-se yon gid ond dielectric silendrik ki rele yon fib optik (oswa tou senplemanfib optik). Fib optik se yon gid ond dielectric ki opere nan frekans optik, k ap gide enèji limyè pou pwopaje sou yon direksyon paralèl ak aks li yo.
Estrikti ak klasifikasyon fib optik
Estrikti fib optik:
Fib optik (OF) se yon fib dielectric transparan ki itilize pou gide limyè. Yon fib optik pratik konpoze de plizyè kouch dielectric transparan. Estrikti tipik nan yon fib optik, jan yo montre nan Figi 2-1, ka divize an twa kouch: nwayo a ak yon endèks refraktif ki pi wo, CLADDING a ak yon endèks refraktif pi ba, ak kouch ekstèn lan. Estrikti nwayo a ak CLADDING satisfè kondisyon yo pou gid limyè, kontwole pwopagasyon vag limyè sou nwayo a; kouch la sitou sèvi yon fonksyon pwoteksyon (depi li pa gide limyè, li ka kolore nan divès koulè).
(Figi 2-1 Estrikti yon fib optik tipik)
(1) Nwayo fib Nwayo fib la sitiye nan sant fib optik la (dyamèt 5 ~ 80µm). Konpozisyon li se diyoksid Silisyòm ki wo -pite, ak kantite tras nan dopan tankou diyoksid germanyòm ak pentoksid fosfò ajoute. Objektif ajoute ti kantite dopan sa yo se pou ogmante yon fason ki apwopriye endèks refraktif (n) nwayo fib la. Pou fib optik kominikasyon, dyamèt nwayo a se 5 ~ 10µm (sèl -fib mòd) oswa 50 ~ 80µm (fib multimode).
(2) CLADDING: CLADDING a sitiye alantou nwayo fib la (dyamèt li se apeprè 125 μm), ak konpozisyon li se tou wo -diyoksid Silisyòm pite ki gen yon ti kantite dopant. Wòl dopant la (tankou trioksid bor) se diminye yon fason ki apwopriye endèks refraktif optik (n2) nan CLADDING a, fè li yon ti kras pi ba pase endèks refraktif nwayo fib la. Pou satisfè diferan kondisyon gid limyè, CLADDING a ka fèt kòm yon kouch sèl oswa plizyè kouch.
(3) Kouch ki pi ekstèn nan fib optik kouvwi a se yon kouch ki konpoze de akrilat, kawotchou silikon, ak nilon, ki ogmante fòs mekanik ak fleksibilite fib optik la. Se kouch la jeneralman divize an yon kouch prensipal ak yon kouch segondè. Kouch segondè a se yon kouch adisyonèl nan materyèl tèrmoplastik aplike sou kouch prensipal la, pakonsekan li yo rele tou yon CLADDING. Dyamèt ekstèn fib optik la kouvwi se jeneralman apeprè 1.5 cm.
Epesè nwayo fib la, distribisyon endèks refraktif materyèl debaz la, ak endèks refraktif materyèl CLADDING la jwe yon wòl desizif nan karakteristik transmisyon fib optik la. Materyèl la CLADDING se nòmalman yon materyèl omojèn ak yon endèks refraktif konstan. Si gen plizyè kouch CLADDING, endis refraktif chak kouch CLADDING yo diferan. Endèks refraktif nwayo fib la ka inifòm oswa li ka varye sou reyon nwayo r la. Se poutèt sa, fonksyon distribisyon endèks refraktif n (r) sou reyon an souvan itilize pou karakterize chanjman nan endèks refraktif debaz la.
Klasifikasyon fib optik:
Men tradiksyon angle tèks la ki soti nan imaj la:
"Kounye a, gen anpil kalite fib optik, men metòd klasifikasyon yo jeneralman divize an 4 kategori: klasifikasyon pa distribisyon endèks refraktif fib, klasifikasyon pa mòd transmisyon, klasifikasyon pa longèdonn k ap travay, ak klasifikasyon pa jakèt ak materyèl CLADDING. Anplis de sa, dapre konpozisyon an nan konpozan fib optik, nan adisyon a pi souvan itilize fib optik optik fib optik, optik optik fib optik. fib.
(1) Klasifikasyon pa distribisyon endèks refraktif fib: yo ka divize an Fib Endèks Etap (SIF) ak Fib Endèks Graded (GIF).
1.Step endèks fib optik: refere a nwayo a fib ak rejyon CLADDING kote distribisyon an endèks refraktif se inifòm, valè a se yon konstan, ak distribisyon an endèks refraktif prezante yon etap -tankou estrikti kouch. Varyasyon endèks refraktif la se etap-tankou. Distribisyon endèks refraktif fib optik endèks etap yo montre nan Figi 2-2.
Ekspresyon distribisyon endèks refraktif li se:
n(r) = {n₁(r Mwens pase oswa egal a a₁)
{n₂ (a₁< r Mwens pase oswa egal a₂)
Etap endèks fib optik se yon fòm estriktirèl bonè nan fib optik. Apre sa, nan fib optik multimode, li piti piti te vin ranplase pa fib optik endèks gradye (paske fib optik endèks gradye ka redwi anpil dispèsyon koulè modal ke fib optik multimode genyen). Sepandan, li toujou relativman komen pou itilize li pou transmèt limyè enpulsyonèl nan fib optik. Kounye a, lè yon sèl -mòd fib optik piti piti ranplase fib optik multimode kòm pwodwi prensipal la nan fib optik komèsyal, estrikti fib optik endèks etap te vin tounen sèlman fòm estriktirèl nan yon sèl -mòd fib optik - li dwe etap -tankou.
2.Graded endèks fib optik: refere a fib optik ki gen distribisyon endèks refraktif varye ak reyon r. Kòm distans ki soti nan sant la ogmante ak piti piti diminye, reyon an piti piti vin pi piti. Règ varyasyon li yo jeneralman konfòme ak règ eksponansyèl pouvwa a. Lè yo rive nan nwayo a fib ak koòdone CLADDING, li tronke nan valè ki koresponn ak CLADDING la; nan rejyon an CLADDING, distribisyon endèks refraktif li yo se inifòm, se sa ki, n₂. Distribisyon endèks refraktif fib optik endèks gradye yo montre nan Figi 2-3."
Distribisyon endèks refraktif li yo eksprime jan sa a:
"Nan ekwasyon an, g se nimewo distribisyon endèks refraktif la; li reprezante valè diferan nan distribisyon endèks refraktif diferan; n₁ se endèks refraktif la nan sant nwayo fib la; n₂ se endèks refraktif la nan kouvèti a; a₁ se reyon debaz la; Δ se diferans relatif endis refraktif la, Δ{n{0}}} n₂²)/2n₁²=(n₁ - n₂)/n₁.
Rezon prensipal ki fè diminye dispèsyon entèmodal fib optik endèks gradye se ke li diminye dispèsyon modal, pwolonje distans transmisyon an, epi ogmante kapasite transmisyon an.
(2) Klasifikasyon pa mòd transmisyon:Ka divize an Multi-Mod Fibre (MMF) ak Single Mode Fibre (SMF). Kòm non an sijere, fib optik multimode ka transmèt mòd miltip, pandan y ap yon sèl mòd -fib optik ka sèlman transmèt mòd fondamantal ak mòd jaden elektrik. Yo jeneralman kwè ke nouvo jenerasyon solisyon transmisyon yo ta dwe domine pa yon sèl mòd -fib optik paske li ka transmèt pi lwen pase fib optik multimode. Lè pèt mwayen transmisyon an ak dispèsyon yo se menm bagay la, kapasite pote enfòmasyon an apre yon sèl -modulasyon mòd pi wo pase sa ki apre modulasyon multimode.
Anba sèten kondisyon longèdonn k ap travay, gen anpil mòd transmisyon nan fib optik, ak mòd fib sa yo se fib optik multimode. Endèks refraktif modal nan fib optik multimod se apeprè menm jan ak endèks refraktif nwayo fib la, ak kantite mòd se apeprè pwopòsyonèl ak kare V (frekans nòmalize). Se poutèt sa, yo rele li tou gradye fib optik multimode. Apre sa, li piti piti te vin gradye endèks fib optik.
Anba sèten kondisyon longèdonn k ap travay, si gen yon sèl mòd transmisyon nan fib optik la, li rele fib optik mòd sèl -. Single -mòd fib optik ka sèlman transmèt mòd fondamantal la (mòd axial), epi pa gen okenn dispèsyon intermodal lè transmèt nan mòd sa a. Konpare ak fib optik multimode ak yon gwo kantite mòd pi wo -lòd, sa a trè itil pou sistèm kominikasyon fib optik gwo -vitès.
(3) Klasifikasyon dapre longèdonn k ap travay: Ka divize an fib optik kout -long-fib optik longèdonn long.
1.Short -fib optik longèdonn: Nan etap inisyal devlopman kominikasyon fib optik, longèdonn ki souvan itilize a te ant 0.6 ~ 0.9 μm. Rezon prensipal ki fè nan tan sa a se ke sous limyè lazè semi-conducteurs ak detektè opere nan gwoup longèdonn sa a te relativman matirite, ak kout -fib optik longèdonn se te pwodwi prensipal la. Kounye a, li se raman itilize.
2.Long -fib optik longèdonn: Kòm travay rechèch ap kontinye, lè w ap antre nan bann longèdonn 1.31 μm ak 1.55 μm, de gwoup longèdonn sa yo te montre pèt ki ba, zewo dispèsyon, ak karakteristik pèt minimòm koube. Se poutèt sa, travay rechèch te piti piti deplase nan direksyon de gwoup longèdonn sa yo, ak fib optik ak pi bon pèfòmans parèt. Pratik yo te pwouve ke nan longèdonn 1.0 ~ 2.0 μm, fib optik gen pi ba pèt konpare ak kout -fib optik longèdonn.
(4) Long-fib optik longèdonn yo patikilyèman apwopriye pou kominikasyon fib optik long-distans, gwo-kapasite akòz avantaj yo tankou ba atenuasyon ak lajè Pleasant.
1.Fib optik konvansyonèl: refere a fib optik ki gen nwayo fib dope ak germanium, CLADDING, ak distribisyon endèks refraktif nwayo konbine nan yon rapò sèten. Depi sa a ki kalite fib optik gen bon karakteristik epi li relativman fasil yo pwodwi, li te pase plizyè jenerasyon amelyorasyon.
Sa a se akòz koyefisyan ekspansyon segondè nan materyèl la ak germanium kòm matyè premyè. Nan tanperati ki ba, li pral retresi ak krak. Birefringans estrès pral rive, ajoute asimetri nan fib optik la.
2.Dispersion -deplase fib optik: Refere a fib optik ki sibi tretman chalè apre dopaj ak germanium, k ap deplase pwen dispèsyon zewo -nan yon longèdonn, pa twa oswa twa fwa longèdonn lan.
Pwosesis fabrikasyon sa a ki kalite fib optik se relativman konplike. Pami yo, dyamèt nwayo a dwe matche ak degre nan dopaj pou optimize fib optik la. Se poutèt sa, li pa te lajman itilize ankò."
