一、光纖的種類單模光纖有G652、G653、G654、G655、G656等類型。單模光纖的纖芯直徑8-9um,外徑125um。G652光纖---最長(zhǎng)用的是簡(jiǎn)單階躍匹配包層型和簡(jiǎn)單階躍下凹內(nèi)包層型。簡(jiǎn)單匹配包層型光纖性能稍差，一般采用參雜Ge來提高纖芯折射率，參雜過多會(huì)因材料色散損耗增加光纖的衰減，因此相對(duì)折射率差△偏低（約為0.3%），光纖抗彎特性稍差。下凹內(nèi)包層型光纖性能比較好，一般它的內(nèi)包層采用F產(chǎn)生下凹折射率△-，這樣只要在纖芯中摻雜少量的Ge就能獲得較大的總相對(duì)折射率，△=△++△-。高的△就能大大改善光纖的抗彎性、損耗。同時(shí)這種結(jié)構(gòu)有四個(gè)設(shè)計(jì)自由度。可以通過適當(dāng)選擇△+、△-、和、2b，使截止波長(zhǎng)、零色散波長(zhǎng)、模場(chǎng)直徑等最佳化。G653光纖---采用分段芯和雙臺(tái)階芯型。這個(gè)光纖成功的實(shí)現(xiàn)了1550nm波長(zhǎng)低衰減和零色散，而且具有抗彎性能好、連接損耗低的特點(diǎn)。。特別是多芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)自由度多，通過調(diào)整各部分的折射率差和幾何尺寸，很容易控制波導(dǎo)色散，實(shí)現(xiàn)零色散波長(zhǎng)的移動(dòng)。但不適宜波分系統(tǒng)。G654光纖---這種光纖折射率剖面結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)單模光纖相同，仍是采用的簡(jiǎn)單階躍匹配包層型和簡(jiǎn)單階躍下凹內(nèi)包層，所不同的是選用純二氧化硅芯來降低光纖的衰減，靠包層參雜F使折射率下降而獲得所要的折射率差。這種光纖的最大優(yōu)點(diǎn)是，其在1550nm波長(zhǎng)的最低衰減為0.15 dB/km。G655光纖---這中光纖的折射率剖面結(jié)構(gòu)為三角芯和雙環(huán)芯結(jié)構(gòu)。這中光纖中的第一環(huán)具有可移動(dòng)零色散波長(zhǎng)的作用。這兩種剖面結(jié)構(gòu)的外環(huán)對(duì)實(shí)現(xiàn)大有效面積和微彎曲損耗都起著關(guān)鍵作用，其可將光從中心尖峰處吸引出來，以達(dá)到較大的場(chǎng)分布，以及在大半徑處有力地引導(dǎo)方向。因此可通過降低尖峰來增加有效面積，并且通過防止光泄露到包層而改善微彎曲性能。兩種結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于，三角芯具有略低的衰減，雙環(huán)芯則具有稍大的有效面積。G.656光纖---是近幾年新研制的用于DWDM和CWDM系統(tǒng)的更大帶寬的非零色散位移單模光纖。與G.655光纖相比，具有更寬的工作波長(zhǎng)(1460-1625nm)和更優(yōu)化的色散值。 單模光纖的分類、名稱、IEC和ITU-T命名對(duì)應(yīng)關(guān)系如下： 名稱 ITU-T IEC 非色散位移單模光纖 G.652：A、 B B1.1 低水峰光纖 G.652：C、 D B1.3 色散位移單模光纖 G.653 B2 截止波長(zhǎng)位移單模光纖 G.654 B1.2 非零色散位移單模光纖 G.655： A、B B4 多模光纖分為階躍型多模光纖和梯度型多模光纖。階躍型多模光纖---芯玻璃的折射率n1必須大于包層玻璃折射率n2，在玻璃與包層玻璃的界面上折射率呈階躍增大，且各自恒定不變，這光纖結(jié)構(gòu)最單，制作最容易，但模色散大，帶寬窄，已經(jīng)很少使用。梯度型多模光纖---采用芯玻璃折射率自光纖芯軸最大n1處逐漸減小至包層玻璃界面處n2的折射率分布做成精確的拋物線狀（g=2）時(shí)，這種光纖減小了模色散，提高了帶寬。 二、光纖的制造工藝光纖的制備方法光纖的制備分為氣相沉淀和非氣相沉淀兩大類方法。 氣相沉淀技術(shù)包括： 1.外部化學(xué)氣象沉積法（OVD）, 2.軸向化學(xué)氣相沉積法(VAD) 3.改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積法(MCVD) 4.等離子化學(xué)氣相沉積法（PCVD） 5.等離子改良的化學(xué)氣相沉積法（PMCVD） 6.軸向和橫向等離子化學(xué)氣相沉積法（ALPD） 非氣相沉淀技術(shù)包括： 1.界面凝膠法（BSG） 2.熔融法（DM） 3.玻璃分相法（PSG） 4.熔膠-凝膠法（SOL-GEL） 5.機(jī)械擠壓成型法（MSP） 氣相技術(shù)工藝： 1.原料制備與提純 ，四氯化硅的制備可采用工業(yè)硅在高溫下氯化制的粗SiCl4，其化學(xué)反應(yīng)為：Si+2Cl2= SiCl4該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，爐內(nèi)溫度隨著反應(yīng)加劇而升高，所以要控制氯氣流量，防止反應(yīng)溫度過高，從而生成Si2Cl6，Si3Cl8，反應(yīng)生成的SiCl4蒸汽流入冷凝管，即可制的SiCl4液態(tài)原料。用于制備光纖原諒的純度應(yīng)達(dá)到99.9999%，即雜質(zhì)含量小于10-6，一般鹵化物材料都達(dá)不到如此高的純度，故需進(jìn)一步提純。一般SiCl4含有四類雜質(zhì)，金屬氧化物、非金屬氧化物、含氫化合物、絡(luò)合物。其中金屬氧化物和部分非金屬氧化物的沸點(diǎn)和SiCl4的沸點(diǎn)（57.6度）差別很大，可采用精餾法除去即可利用原料與雜質(zhì)沸點(diǎn)不同來除去雜質(zhì)。其他對(duì)沸點(diǎn)與SiCl4相似的雜質(zhì)，可采用適當(dāng)?shù)?/span>吸附劑從而達(dá)到提純的目的。如SiCl4中的OH和其他氫化物，可利用被提純物和雜質(zhì)的化學(xué)鍵性質(zhì)不同，選擇適當(dāng)?shù)奈絼┻_(dá)到提純目的。利用精餾-吸附-精餾混合提純法可使SiCl4純度很高，金屬雜質(zhì)含量在5PPb左右，含氫化物SiHCl3的含量小于0.2ppm。 2.預(yù)制棒制作 ，通過氣相沉積法來制備具有高透明度和最佳光學(xué)性能的石英玻璃。預(yù)制棒的折射率是通過來自非石英玻璃的摻雜劑的形成而獲得的。這些摻雜劑包括：GeO2、B203、P2O5、Ti2O2、Al2O3和F。沉積一般是一個(gè)基靶表面上或一根空心石英玻璃管內(nèi)，沉積以一層一層堆積方式而疊高的。因此摻雜劑濃度可以逐漸地變化給出梯度折射分布率或維持不變給出一個(gè)一階折射分布率。 3.氣相沉積工藝，有六種沉積方式。外氣象沉積法VOD（outside vapour Deposition），1970年由美國(guó)康寧公司的Kapron等發(fā)明，其機(jī)理為火焰水解，即所需的玻璃組成是通過氫氧焰或甲烷焰水解鹵化物氣體產(chǎn)生“粉塵”逐漸的沉積而獲得：SiCl4+2H20= SiO2+4HCl沉積工藝是先將一根靶棒沿其縱軸水平置于玻璃車床上旋轉(zhuǎn)，用氫氧焰或甲烷焰噴燈局部加熱靶棒外表面。再用高純氧作為載體將形成的玻璃鹵化物氣體送進(jìn)火焰噴燈燈嘴，在高溫水解反應(yīng)下生產(chǎn)玻璃氧化物粉末，沉積在水平旋轉(zhuǎn)的靶棒的外表面上。靶棒沿縱向來回運(yùn)動(dòng)，一層一層地生成多孔玻璃。通過改變每層的摻雜種類和摻雜量可以制成不同折射率分布的光纖預(yù)制棒。燒結(jié)工藝將沉積工藝制得的具有一定強(qiáng)度和氣孔的圓柱狀多空預(yù)制棒送入一燒結(jié)爐內(nèi)1400-1600度的高溫下燒縮成透明的無氣泡的固體玻璃預(yù)制棒。在燒結(jié)期間，要不斷地用氯氣作為干燥劑噴吹多孔預(yù)制棒，使其中全部水分除去，從而保證光纖的衰減小。 |
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