從1930年拉出第一根石英細絲開始,我們才真正意義上的進入光纖時代。那么是不是所有的光都能在光纖中傳播并有效傳輸信息?下圖是光纖通信的頻譜圖,光纖通信的波長主要工作在近紅外區(qū)域。 這些傳輸波段在光纖中的傳輸衰減不一樣。造成光纖損耗的原因有多方面,包括固有的損耗、外在損耗等。在色散方面,分為材料色散,波導色散、偏振模色散以及模間色散。模間解散的單位是MHzkm,多模光纖最主要的色散。根據(jù)衰耗、色散及其他特性的不同,它們的應用的場景也不盡相同。光纖的主要分類如下:傳統(tǒng)的光纖由內(nèi)外兩層組成,為了保護保護光纖不受水汽的侵蝕和機械擦傷,也會在最外層增加涂層。要達成全反射的條件,其內(nèi)層的折射率N1大于外層的折射率N2,N1大于N2是光信號在光纖中傳輸?shù)谋匾獥l件。光纖的結(jié)構(gòu)中涉及到很多重要的參數(shù),比如說纖芯直徑、截止波長、模場直徑以及有效面積等。纖芯直徑比較好理解,可以看上面圖。而模場直徑則是指光強降低到最大光強的1/e2處所對應的光斑直徑,光信號能量在光纖截面呈要高斯分布,而且不同的光纖標稱的模場直徑不一樣。 光纖的有效面積我們也多次談過,在這里我們從另一個角度來說,它是與波長大小成正比,在不破壞單模性的前提下也可適當增加纖芯直徑,包層直徑與有效面積關(guān)系不大。對于截止波長,它涉及到模式截止、基模、工作波長等概念。簡單說,截止波長是指滿足一定條件下,當其他模式都截止時,始終存在波動方程的某一組解,即某一模式可以持續(xù)在纖芯中傳播,這個解(模式)稱之為基模。- 工作波長λ<截止波長λc:除基模外,還能傳播高階模的多模光纖
現(xiàn)在的光纖種類比較多,產(chǎn)生了很多新型光纖,如SDM多纖光纖、中空光纖、保偏光纖等。其中的保偏光纖作為一種特種光纖,主要應用于光纖陀螺,光纖水聽器等傳感器和DWDM、EDFA等光纖通信系統(tǒng)。下圖是保偏光纖的基本結(jié)構(gòu)。保偏光纖作為可用于軍用慣導和聲吶的光纖陀螺、光纖水聽器的核心部件,曾經(jīng)被西方發(fā)達國家列入對我禁運的清單,當然現(xiàn)在國內(nèi)部分光纖制造公司已能生產(chǎn)。
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