綜合布線基礎(chǔ)知識(shí)講義九

第十二章：光纖結(jié)構(gòu)、波導(dǎo)原理和制造

回顧光的特性、基本的光學(xué)定律和定義介紹光纖結(jié)構(gòu)、分類、特性和射線光學(xué)解釋圓波導(dǎo)模式及其理論簡(jiǎn)介*單模光纖的特性、材料以及制造工藝光纖的幾種成纜方式主要內(nèi)容12.1光的基本特性-17世紀(jì)意大利格里馬蒂和英國(guó)胡克觀測(cè)到光的衍射現(xiàn)象-1690年海牙物理學(xué)家惠更斯提出光的波動(dòng)性學(xué)說-1801年托馬斯·楊雙縫干涉實(shí)驗(yàn)-1817年菲涅爾解釋并重新演示了光的衍射-1865年麥克斯韋發(fā)表電磁場(chǎng)理論并預(yù)言光是一種電磁波-1888年赫茲實(shí)驗(yàn)證實(shí)了麥克斯韋的預(yù)言光的波動(dòng)性光兩種典型的傳播方式定義：具有相同相位的點(diǎn)的集合稱為光的等相面或者波前性質(zhì)：光的傳播方向垂直于波前點(diǎn)光源球面波前平面波前光線假設(shè)光在各向同性的均勻介質(zhì)中傳播平面波光波是一個(gè)橫波，其傳播方向垂直于電場(chǎng)(E)和磁場(chǎng)(H)的振動(dòng)方向(1821年，菲涅爾)給定一個(gè)空間直角坐標(biāo)系O-xyz，假設(shè)一列平面波始終沿z方向傳播，那么這列波可測(cè)量的電場(chǎng)可以表示為：其中：e為電場(chǎng)振動(dòng)方向

w為光的角頻率

k=2p/l為傳播常數(shù)，表征相位變化的快慢E(z,t)=eEcos(t-kz)Oyxzee偏振態(tài)根據(jù)光的電場(chǎng)矢量在xy平面上的運(yùn)動(dòng)軌跡，可以將光分為：線偏振光橢圓偏振光圓偏振光Oyxzee電場(chǎng)矢量在xy平面上的運(yùn)動(dòng)軌跡為一條直線的光稱為線偏振光，它可以表示為兩個(gè)相互正交的線偏振光：E(z,t)=Ex(z,t)+Ey(z,t)Ex(z,t)=exE0xcos(t-kz)Ey(z,t)=eyE0ycos(t-kz+)這兩個(gè)垂直分量之間的相位差滿足d=2mp,其中m=0,±1,±2,…線偏振光qE0yE0x橢圓偏振光(d

≠2mp,m=0,±1,±2,…)橢圓偏振光圓偏振光特別地，當(dāng)兩個(gè)相互正交的分量E0x=E0y=E0，且二者之間的相位差d=±p/2+2mp時(shí)，橢圓偏振光變成圓偏振光：迎著光傳播的方向觀察，根據(jù)d取p/2和-p/2，圓偏振光分為右旋圓偏振光和左旋圓偏振光光的粒子性：光電效應(yīng)(1887年赫茲發(fā)現(xiàn)，1905年愛因斯坦成功解釋)1.光能量的發(fā)射與吸收總是以光量子的離散形式進(jìn)行的2.光子的能量?jī)H與光子的頻率有關(guān)一個(gè)頻率為n的光子能量為

E=hn

其中h=6.6310-34J·s為普朗克常數(shù)光的量子特性在光的照射下，金屬是否發(fā)射電子，僅與光的頻率相關(guān)，而與光的亮度和照射時(shí)間無關(guān)。不同的金屬材料要求不同的光照頻率。光速c=3108m/s波長(zhǎng)：=c/v當(dāng)光在媒介中傳播時(shí)，速度cm=c/n常見物質(zhì)的折射率：空氣1.00027； 水1.33； 玻璃(SiO2)1.47； 鉆石2.42； 硅3.5折射率大的媒介稱為光密媒介，反之稱為光疏媒介光在不同的介質(zhì)中傳輸速度不同12.2基本的光學(xué)定律和定義光的反射定律[兩種不同媒介的界面]反射光線位于入射光線和法線所決定的平面內(nèi)，反射光線和入射光線處于法線的兩側(cè)，且反射角等于入射角：qin=qr折射怎光線覺位于害入射妻光線精和法蹤蝶線所斯決定叛的平下面內(nèi)渣，折柿射光油線和商入射窩光線隆位于恰法線件的兩墊側(cè)，雖且滿禿足：n1si陸n1=n2si暈n2光的均折射火定律(S皂ne確ll定律)空氣玻璃光從貿(mào)光密患媒質(zhì)粘折射補(bǔ)到光膜疏媒摧質(zhì)折射膀角大于入射吉角n1si艙nfc=n2si駝n啦90°[fc=奸si惑n-1(n2/n1),n1>n2]光的害全反昂射玻璃敞的折啟射率恩為1.財(cái)50，空遠(yuǎn)氣的事折射摔率為1.標(biāo)00，如銳果一敲束光茂從玻夾璃入童射到園玻璃-空氣妨界面腰，那衣么，儉當(dāng)入獻(xiàn)射角承大于42度時(shí)介，入擇射光膝將發(fā)董生全焦反射趴。fc光密媒質(zhì)光疏媒質(zhì)q1<p/2仿-fc全反峰射中組，光漸電場(chǎng)鐘的垂卻直分劑量的礎(chǔ)相移(dN)和平途行分照量的乞相移(dp)全反償射光爸的相腿移空氣勞與玻啊璃界衰面n尺=犧n1/n2fcq1<p/2陸-fcfc48偏振將態(tài)按漫光平宗面分水解垂直爸分量水平聰分量fc=鳴42度回顧購(gòu)光的紀(jì)特性德、基閣本的明光學(xué)射定律宣和定曾義介紹合光纖小結(jié)構(gòu)恒、分動(dòng)類、河特性銅和射漠線光普學(xué)解你釋圓波鹽導(dǎo)模刑式及尺其理堆論簡(jiǎn)序介*單模施光纖芬的特年性、牌材料斃以及掏制造訓(xùn)工藝光纖襪的幾風(fēng)種成稀纜方威式主要意內(nèi)容包層纖芯涂覆層12盆.3光纖超的結(jié)森構(gòu)和劫模式纖芯1)位置臥：光賤纖的康中心蝴部位2)尺寸亞：直徑d1=駝4mm咐~伯50mm3)材料吸：高例純度Si捷O2，摻即有極輝少量臺(tái)的摻頁(yè)雜劑(G計(jì)eO2，P2O5)，作用贈(zèng)是提示高纖假芯對(duì)唯光的麥折射剛率(n1)，以廳傳輸株光信該號(hào)纖芯包層包層位置毯：位于纖筍芯的希周圍尺寸您：直腎徑d2=帝12炒5mm材料議：其奮成分員也是獄含有挎極少禽量摻險(xiǎn)雜劑蹈的高現(xiàn)純度Si字O2。而績(jī)摻求雜劑(如B2O3)的作吊用則驢是適向當(dāng)降億低包途層對(duì)京光的折射快率(n2)，使提之略粱低于壘纖芯驕的折團(tuán)射率沃，即n1＞n2，它目使得迷光信殲號(hào)能困約束坦在纖版芯中垂傳輸涂覆夾層1)位置餓：位且于光買纖的觸最外訊層2)尺寸筆：涂濾覆后徒的光局纖外循徑約乏為1.貌5斬mm3)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)和材賺料：脂包括一千次涂爽覆層吐，緩怨沖層席和二倚次涂學(xué)覆層a)一次庫(kù)涂覆閑層一冤般使累用丙衛(wèi)烯酸貓酯、蒼有機(jī)鑰硅或柿硅橡佳膠材覽料b)緩沖屯層一賤般為領(lǐng)性能訊良好兩的填褲充油穗膏(防水)c)二次怎涂覆易層一罷般多默用聚出丙烯南或尼恥龍等希高聚脫物4)作用圍：保薄護(hù)光冊(cè)纖不莊受水算汽侵慣蝕和沈機(jī)械陰擦傷廳，同革時(shí)又拖增加臺(tái)了光今纖的擠機(jī)械政強(qiáng)度存與可狂彎曲楊性，阻起著中延長(zhǎng)渡光纖膚壽命擴(kuò)的作翻用按傳匯輸?shù)拿寄Ｊ缴?shù)目狂分單模堆光纖多模沃光纖按折睡射率濟(jì)的變系化分階躍雄光纖梯度詳光纖IT棋U-碧T官方百定義G.搜65筋1光纖故(桐漸變約型多混模光山纖)G.目65磨2光纖唉(魄常規(guī)廚單模刮光纖直)G.籌65盯3光纖在(炎色散容位移顫光纖恢)G.茶65通4光纖僚(潤(rùn)衰減垮最小巖光纖墓)G.舞65丹5光纖(非零伍色散發(fā)位移煎光纖冊(cè))光纖合的分界類單模店光纖能和多償模光魚纖單模填光纖(S臥ig括na純l跟Mo懼de念F戒ib零er垃)：僅尼允許罰一個(gè)球模式緩傳播跟的光寫纖多模敵光纖(M驕ul松ti罵pl抵e占Mo金de防F京ib右er洗)：同端時(shí)允選許多促個(gè)模劃式進(jìn)償行傳壁播在光攤纖的頂受光溝角內(nèi)絲式，以湯某一朽角度疑射入附光纖祖端面混，并閣能在況光纖纖芯-包層首交界滔面上觀產(chǎn)生野全反濕射的學(xué)傳播削光線追，就葡可以炒稱為虛入射光的賊一個(gè)傳播饅模式單模浴光纖胞和多貸模光蔥纖(續(xù))一根腹光纖請(qǐng)是不荷是單驢模傳陰輸，魯與(1悼)光纖熄自身古的結(jié)撲構(gòu)參法數(shù)和(2肚)光纖綠中傳牢輸?shù)奶す獠ɑㄩL(zhǎng)有清關(guān)。當(dāng)光步纖芯組徑的堤幾何輸尺寸歷遠(yuǎn)大毯于光曲波波傻長(zhǎng)時(shí)踐，光怠纖傳治輸?shù)倪^程授中會(huì)厘存在榴著幾壩十種隙乃至顫幾百建種傳膜輸模定式，緊即多賤模傳茂輸。反之荒，當(dāng)腳光纖燒的幾沖何尺季寸較押小，面與光謠波長(zhǎng)暮在同難一數(shù)轉(zhuǎn)量級(jí)時(shí)，殃光纖輪只允陰許一驚種模飽式在冶其中潑傳播喜，即異單模依傳輸秋。因此辛，對(duì)棕于給會(huì)定波錯(cuò)長(zhǎng)，擋單模鼓光纖賀的芯達(dá)徑要賠比多桿模光蹲纖小妙。例如椒，對(duì)扯于常鼓用的側(cè)通信龍波長(zhǎng)(1爆55英0棄nm借)，單距模光才纖芯丸徑為8~鑒12mm，而顯多模拜光纖軟芯徑>期50mm。注意詠：芯暗徑尺壇寸不青是判陷斷單皇模和電多模纏光纖太的標(biāo)垂準(zhǔn)單模喇光纖優(yōu)點(diǎn)瞞：不騾存在多模間百色散策，帶促寬大割，用紛于長(zhǎng)猾途傳惕輸缺點(diǎn)宋：芯救徑小添，較鉆多模麥光纖侮而言誦不容兄易進(jìn)勢(shì)行光紹耦合映，需劫要使用半映導(dǎo)體洋激光為器激極勵(lì)多模算光纖優(yōu)點(diǎn)株：芯邁徑大帝，容僅易注剝?nèi)牍庑怨β逝?，可禾以使?chǎng)用LE暖D作為淚光源缺點(diǎn)裳：存繼在模傅間色誦散，影只能接用于櫻短距棕離傳冤輸單模紐奉光纖奪和多教模光樣纖(續(xù))模間色散：每個(gè)模式在光纖中光程不同，導(dǎo)致光脈沖在不同模式下的能量到達(dá)目的的時(shí)間不同，造成脈沖展寬階躍踩光纖梯度嗓光纖階躍稅光纖掙和梯塌度光謊纖梯度很光纖晚可以浴減小牛模間浩色散舞：沿鄭著軸氧心傳橡播的滲光經(jīng)懂歷的灰路程痰短但折謙射率焰高，屑沿纖任芯外瘋層傳藥播的同光路接程長(zhǎng)念但折托射率剩低。IT書U-局T建議兄分類G.蛇65衰2光纖粥(常征規(guī)單師模光絮纖)在13分10思n尖m工作遼時(shí)，便理論野色散糊值為絨零在15擇50班n耐m工作御時(shí)，鈔傳輸稼損耗鈔最低G.戰(zhàn)65佩3光纖居(色亦散位引移光勞纖)零色封散點(diǎn)壓從13絨10披n處m移至15另50票n籍m，同問時(shí)15著50枯n佩m處損耗愈最低G.挨65忙4光纖吹(衰返減最水小光抱纖)纖芯壩純石姨英制央造，響在15協(xié)50刻n慰m處衰武減最校小(僅0.損18蟲5撕d歉B/難km曾)，用李于長(zhǎng)康距離群海底忘傳輸G.龜65垮5光纖(非零撤色散睛位移庸光纖刃)引入游微量俗色散奇抑制導(dǎo)光纖鉗非線刃性，證適于障長(zhǎng)途絞傳輸光纖胡中光繭傳播騰的分癢析方煉法射線多追蹤僅法(幾何足光學(xué)愧分析柏法)可應(yīng)趙用于豬分析角多模祖光纖(芯徑局尺寸>>波長(zhǎng))易于綠直觀訓(xùn)理解電磁質(zhì)場(chǎng)導(dǎo)她波模首式分妨析應(yīng)用阿于分振析單聯(lián)模光郵纖(芯徑搭尺寸波長(zhǎng))n1光纖匆中光蛾的傳壓播方老式有將兩種：a)子午遣光線：光習(xí)線始河終在勻一個(gè)嗽包含哀光纖梨中心雨軸線裕的平那面內(nèi)紫傳播a-翻1)約束舌光線走：約婦束在有纖芯訴內(nèi)部嘴傳播濟(jì)的光迅線a-厘2)非約爺束光辨線：碑將折粱射到欲纖芯滋外面b)斜光額線：光詳線的挺傳播架軌跡欺不在棵一個(gè)物固定眠的平輩面內(nèi)債，并搶且不與光惠纖的只軸線買相交光纖按中光摘的傳日播O0OPrn2n1QQn2P光纖餐的數(shù)奔值孔網(wǎng)徑–階躍惹光纖約束妖光線后產(chǎn)生俗內(nèi)全刃反射楊的最孩小入稼射角樹應(yīng)滿核足：si尤nfc=n2/n1空氣煙的最央小入瞞射角鬧應(yīng)滿因足：nsi榜nq0=n1si談n(p/2殘-fc)心=齊(n12–n22)1/這2小于賺最小盼入射哄角投遭射到勇光纖奪端面摟的光織線將溪進(jìn)入坡纖芯械，并黎在芯白包界螞面上笑被全爐反射良，向演前傳洞播。定義淹：數(shù)值辯孔徑為NA=nsi僑nq0=(n12–n22)1/丘2=n1(2D)1/炭2其中D=師(n2–n1)/n1為芯塌包相課對(duì)折虜射率罪差NA是一縫個(gè)小跡于1的無犁量綱件的數(shù)慚，其帳值通猛常在0.鍵14到0.歌50之間芽。NA大有的利于怒光耦薦合。敘但是NA太大籠的光搖纖模團(tuán)畸變急加大博，使?jié)u得通印信帶扛寬較儲(chǔ)窄。n2n1n2纖芯包層q0nqf光纖訴的數(shù)朵值孔菜徑–梯度聯(lián)光纖折射胸率分趟布其中n1為軸瞧心上盼的折蹲射率棗，n2為包磁層折淘射率閱。在離拉纖芯串距離r處的尺數(shù)值慮孔徑鑰為：其中NA(0連)為軸攀心上攔的數(shù)披值孔橫徑光纖蛛的數(shù)若值孔輔徑–梯度搞光纖平板鍬波導(dǎo)癥中的蝕解釋dn1n2n2假設(shè)拘：一宰個(gè)平旱面波售的兩漫條光蹈線1和2，以懸角度q<p/2銹-fc入射壟到界面丈上。羨根據(jù)辭平面躲波的雅性質(zhì)搞，光晝線1和2在傳筒播過仙程中題等相箭面上的尤所有第點(diǎn)相牲位必種須相懂同。實(shí)際彼上在防受光仿角內(nèi)酒，只前有一顛些以炒特定副離散艙入射碌角入澡射的雷光線才配能沿纖光纖篇傳播感。我撲們用僻下面親的介撈質(zhì)平夠板波晶導(dǎo)模餃型來很模擬和光纖光帆軸剖遠(yuǎn)面上軍的光持線傳回播。A光線1光線2光線向上傳播時(shí)的相前Cq光線憶向下船傳播撤時(shí)的開相前等相焰面dn1n2n2光線1從A點(diǎn)到B點(diǎn)傳國(guó)播距柳離為s1，并烏在上獸下兩為個(gè)反帖射面雷發(fā)生夕兩次相莊位突著變d，此濤時(shí)它際的波冊(cè)前所屑經(jīng)歷擦的相求位差尿應(yīng)等龍于光牽線2從C傳播系到D點(diǎn)且騰未經(jīng)烤反射死時(shí)波弊前所浮經(jīng)歷迷的相鋼位差襪加上2kp。即輛有n1ks1+恰2d=昏2mp京+n1ks1。由最幾何敞關(guān)系,容易滋得出AB的長(zhǎng)猴度s1=d/s糖inq和CD的長(zhǎng)偽度s2=籃(c蓋os2q–宮si抓n2q)d/s靈inq。波的心相位貼變化萄包括靠因傳沒播而榴引起咸的相好移，水也包撫括界糧面上沿產(chǎn)生反佛射時(shí)助所引名起的鐵相位崖變化債。A光線1光線2光線向上傳播時(shí)的相前Cq光線裝向下臟傳播琴時(shí)的嚷相前s1s2DBq光線1在B點(diǎn)反射并向上傳播時(shí)的相前光線2在D點(diǎn)未經(jīng)反射時(shí)的相前qqE光傳域播的迅入射荷角條溝件將s1和s2的值丙代入佩相位悄關(guān)系菠式并勞簡(jiǎn)化勺可以榆得到耽：假如擁只考助慮波原的電綢場(chǎng)分候量垂裕直于番入射辣面的華情況奪，那刪么因著發(fā)射檔帶來的塔相移條為：代入尚簡(jiǎn)化蟲式中皇可以影得到漂：只有資入射餃角q滿足金該式喇的入碰射光徑才能義在光雄纖中拜傳播奪。回顧膝光的經(jīng)特性器、基鏟本的市光學(xué)宰定律承和定躲義介紹凳光纖活結(jié)構(gòu)豪、分扮類、缸特性站和射液線光蓬學(xué)解惰釋圓波津?qū)y(cè)式及賠其理傭論簡(jiǎn)榨介*單模鋼光纖昌的特植性、識(shí)材料順以及溜制造織工藝光纖掀的幾預(yù)種成念纜方煉式主要辦內(nèi)容麥克茅斯韋變方程*一般跨形式在線果性的批、各丟向同團(tuán)性的電介裹質(zhì)中煉，沒勤有電渡流和鬧自由陸電荷E電場(chǎng)禾強(qiáng)度票；D電位厭移矢廣量；H磁場(chǎng)肚強(qiáng)度顧；B磁感等應(yīng)強(qiáng)佛度J電流濁密度賽；r自由鋼電荷榮密度其中窯，D=eEB=mHSt奧ep拉1：柱攜坐標(biāo)滔下的狼波導(dǎo)桂方程*注：癥其余Ef、Er、Hf和Hr分量死均可集由Ez和Hz求出采用致分離疾變量線法求撕解St杰ep嚇2該.分離飯變量移法(階躍弟光纖忠的波辮動(dòng)方擱程)*1)場(chǎng)量國(guó)隨時(shí)桿間t和坐刊標(biāo)軸z的變答化規(guī)卸律是叛簡(jiǎn)諧搜的2)波導(dǎo)依結(jié)構(gòu)枝圓對(duì)東稱場(chǎng)分突量f以2p為周竿期(因此v=年0,笑1,搬2,略…)代入撓波動(dòng)細(xì)方程銳，得芒到貝自塞爾急方程評(píng)：n1n2n2r=ar金0場(chǎng)解匯為有絞限值r∞場(chǎng)解槽衰減夸為0其中u2=粥[(換2pn1)/l]2–b2其中w2=b2-[(理2pn2)/l]2St卷ep辱3疲.階躍罵光纖缺中的悟波動(dòng)購(gòu)方程*纖芯殲區(qū)域婦的解煙為貝舒塞爾令函數(shù)纖芯挪外部疼的解隔為修京正的犁貝塞習(xí)爾函缸數(shù)12圣.4圓波距導(dǎo)的秩模式麥克月斯韋羊方程摩的一犁個(gè)解有即對(duì)娃應(yīng)一梯個(gè)模絞式，莊對(duì)應(yīng)寇著電凝磁場(chǎng)攻在光纖陷中的倡一種裹分布撒形式機(jī)。按億分布勺形式遷，模卵式可濁以分蓄為以等下幾慈種類型賢：1.橫電敏模(T規(guī)E)：z方向聚上的瘦電場(chǎng)狠分量旺為0，或樸電場(chǎng)魯分量偶垂直勺于z2.橫磁圖模(T軍M)：z方向非上的澇磁場(chǎng)僻分量門為0，或維磁場(chǎng)拒分量裂垂直敘于z3.混合念模(H僻E幅or早E褲H)：z方向裙上的性電場(chǎng)移和磁楚場(chǎng)都懸不為0HE總(Ez>Hz)相反EH廈(Ez<Hz)模式沿概述下面粗為光半軸剖誦面的恭幾個(gè)釋低階號(hào)橫電丸模式碑的場(chǎng)患分布及。它層們表幣現(xiàn)出以點(diǎn)下特鋼點(diǎn)：(1冠)它們藏的強(qiáng)世度在魂纖芯絨區(qū)域象簡(jiǎn)諧些變化菊，在隸包層缺按指駕數(shù)衰伸減。(2掌)模式布的階丈數(shù)等勻于波屆導(dǎo)橫哄向場(chǎng)功量零眨點(diǎn)的葵個(gè)數(shù)疫。光的讓入射只角越巧小，補(bǔ)激發(fā)耍的模廚式階調(diào)數(shù)越陵低。(3流)模場(chǎng)斗并不賽完全熊局限畫在纖泊芯，搜而是乞部分警進(jìn)入緩包層炒。強(qiáng)度啞簡(jiǎn)諧孔變化指數(shù)棗衰減指數(shù)腐衰減纖芯n1包層n2包層n2輻射戀模和陜泄漏蜜模分析朝表明帽，只呀有那岡些滿抓足特弱定條鞠件的桑入射座光才孟能激被勵(lì)起因?qū)Р＜　４诉w外還筆有其蕩它模燃式：輻射渴模：趟光的吳入射法角過炊大，判導(dǎo)致艷光在丈波導(dǎo)缺表面劫產(chǎn)生嘗折射隸進(jìn)入漫包層形質(zhì)成包僚層模情。包址層模傘會(huì)與衫導(dǎo)波仍模分發(fā)布在孟包層況的能矮量耦合辜，導(dǎo)儲(chǔ)致導(dǎo)錯(cuò)波模按的功秩率損心耗，豆因此伯需要屋抑制動(dòng)。泄漏租模：純一些謎高階冰模的影能量匯在沿飾光纖氣傳播趙的過惠程中橫連續(xù)半輻射刮出纖芯毯，很淡快衰作減并些消失兄。如何剪判斷理某個(gè)拾模式剖是否盞是導(dǎo)優(yōu)波模賢呢？歸一辜化頻懲率(重要討參數(shù))某個(gè)歡模式鈔成為涼導(dǎo)波亦模的賓條件懲是，貸它的饒傳播捆常數(shù)b滿足旬下列膊條件總：n2k<b<n1k。導(dǎo)撒波模簡(jiǎn)和泄喘漏模粒的分魚界點(diǎn)(截止妖條件)為：b=n2k。與接截止駛條件奧相對(duì)路應(yīng)的優(yōu)重要合參數(shù)膛是歸蠻一化姿頻率V：它決踐定了背光纖意可支面持的桑模式寧總數(shù)毯。下布圖給巨出了b/k和V的關(guān)烤系。如圖梢所示電，當(dāng)V≤2.布40勾5時(shí)，光纖邁只支傻持一庸個(gè)模諸式，敬即所謂宅的單期模傳困輸。朱讓V變小的勤一個(gè)腹途徑為就是纖減小吼光纖半件徑a的值凍。故搭單模到光纖半后徑比辟多模聚光纖列小。最低良階模V才是異判斷灰單模芳和多壁模光賺纖的買標(biāo)準(zhǔn)多模蔽光纖觀的模浮式總押數(shù)當(dāng)V>晶2.閑40禽5時(shí)，女光纖棟可以雷支持艷多個(gè)種傳輸鉗模式漲，即耐多模距光纖疲。這申里用M表示蝴多模論光纖般的模槳式總樂數(shù)，當(dāng)M比較鄭大的曉時(shí)候，M與V之間妨存在科近似評(píng)關(guān)系形：功率祥分布如前佳所示會(huì)，導(dǎo)裂波模娘的部簡(jiǎn)分能捎量會(huì)腹進(jìn)入醉包層：(1森)當(dāng)光盲纖的V值接杜近某賄個(gè)模顛式的魄截止視值時(shí)攝，這密個(gè)模水式將姨有較多的補(bǔ)功率聽進(jìn)入假包層設(shè)。在截什止點(diǎn)斯上，攝模式睡功率冰幾乎續(xù)全部真進(jìn)入包層道并輻茅射出鼠去；(2諸)如果且光纖胳中有大量的模票式存珍在，墓包層中總張的平療均光塘功率所占撈的比漲例可歡以近似等般于：2.405最低霧階模鞏：包但層20難%；纖停芯80當(dāng)%回顧維光的裝特性糞、基軍本的捕光學(xué)鍛定律紡和定扎義介紹幸光纖守結(jié)構(gòu)蒼、分醋類、繳特性丟和射吩線光益學(xué)解賢釋圓波舌導(dǎo)模書式及板其理桑論簡(jiǎn)無介*單?；饫w顧的特選性以畝及光惜纖的避材料轟和制膛造工巾藝光纖刻的幾準(zhǔn)種成屠纜方鍬式主要泰內(nèi)容單模段光纖帶中只榜有最偉低階魯模式HE11存在道，它啄的光兵纖橫喊向光爺斑圖暢類似于左唇上角河的截縮慧面圖蔽：12鹽.5單模裁光纖圓柱際空心紡波導(dǎo)錦中的謹(jǐn)模式結(jié)論犁：低鈔階模耍能量予集中住在波導(dǎo)中途心，讀而模賣式階蘆數(shù)越傘高橫截面化直徑聽越大粗且能崖量分聚布越分散模場(chǎng)壯直徑(M撥FD愁)：光秘功率盛為e-2E0時(shí)的術(shù)光場(chǎng)欄半徑始寬度(E0為軸咸心的傘光功率)，即杯光纖柔截面貿(mào)的光令斑尺捉寸。模場(chǎng)愧直徑習(xí)題2.愈24電場(chǎng)怒分布陳一般縮慧為高會(huì)斯分顫布：HE11偏振好態(tài)相池互正故交的趟兩個(gè)舟簡(jiǎn)并飛模雙折盒射任何隨單模獲光纖貢中都裹存在角兩個(gè)魚相互茫獨(dú)立懶且偏謎振面免相互漆正交樸的簡(jiǎn)級(jí)并模攀式。唯由于刑光纖林結(jié)構(gòu)貌的不貼完善憶，使姓得兩鵝個(gè)相肅互簡(jiǎn)昨并的棵模式簽在光溉纖中檢以不撇同的集相速銳度傳謠播，膠光纖襪對(duì)它牧們具既有不幼同的者有效醬折射糟率，倚即雙折筑射效歲應(yīng)：b=k(ny-nx)或者Bf=ny-nx(低雙芽折射正光纖)職10-8<Bf<紗10-3(高雙騙折射爪光纖)光纖寇拍長(zhǎng)兩個(gè)貢簡(jiǎn)并槽模在談傳播湊時(shí)會(huì)載產(chǎn)生雪相位端差。揭當(dāng)二盼者相位奸差為2p整數(shù)悉倍時(shí)，僑則光叨的偏振醋態(tài)與盼入射烘點(diǎn)相秤同，此薪時(shí)稱赴該點(diǎn)芒處出籍現(xiàn)“拍榴”，兩俗個(gè)拍屯之間不的間抄隔稱快為拍誤長(zhǎng)：LB=也2p/b。2pp/2單模疫光纖肥中的笑特有曾現(xiàn)象唱：光坡偏振汪態(tài)呈沉周期敗變化實(shí)際井中，麥由于大受到統(tǒng)應(yīng)力滔影響失，雙重折射年系數(shù)鏟沿軸番并非牢常量厚，因罵此線死偏振淚光很脂快變謎成任蹄意偏竭振光睬。d=站0d<p/2d=p/2d>p/2d=辯2pLB12到.6光纖旬材料選材役的準(zhǔn)顯則：1.能拉即長(zhǎng)、頂拉細(xì)呢、具嗽有一程定的卷柔韌狀性、門可卷陡繞2.在特植定波叼長(zhǎng)損旺耗低3.能使衫纖芯同的折糕射率請(qǐng)略高頂于包澡層，杜滿足量波導(dǎo)愈條件按材第料分喝類：1.無源康玻璃割纖維千；2.有源掃玻璃流纖維曉；3.塑料乎纖維無源雹玻璃塵纖維玻璃俊纖維邁的主債材：SiO2-物理喬和化側(cè)學(xué)穩(wěn)五定性稀好-對(duì)通才信光緩波段剪的透博明性蹤蝶好折射親率差良的引物入：其通過獎(jiǎng)在Si使O2中摻責(zé)入不潔同雜苗質(zhì)增加雀非線爪性效驚應(yīng)：揀通過陳摻入鞠硫?qū)傥柙谿eO2-SiO2纖芯，SiO2包層P2O5-SiO2纖芯，SiO2包層SiO2纖芯，B2O3-SiO2包層在0.2~8mm具有極低損耗有源此玻璃橋纖維吼和塑賭料光炕纖有源據(jù)光纖車：在SiO2中摻尾入稀末土元律素(如：財(cái)鉺)-光纖縣放大怪器(如：河摻鉺花光纖貝放大網(wǎng)器)塑料而光纖-更好慈的韌污性、難更耐歡用，收可用馬于環(huán)望境惡皮劣的寸場(chǎng)合-損耗義比玻載璃纖際維高覽，一完般用鋤于短揭距離孕傳輸-使用滴范圍總還十排分有單限12鹿.7光纖拖制造兩種為基本汪方法1.直接僵熔化辯法：按傳蠅統(tǒng)制穩(wěn)造玻敲璃的妹工藝栽將處暗在熔察融狀朵態(tài)的得石英獲玻璃梳的純希凈組分劇直接虹制造島成光票纖2.汽相湖氧化狡過程但：-高純繁度金緞屬鹵衛(wèi)化物(如Si敞Cl4和Ge戒Cl4)與氧導(dǎo)反應(yīng)壁生成Si基O2微粒-粒(通過粒四種忌不同嘴的方歪法)將微澇粒收巴集在喜玻璃想容器暢的表肝面-燒結(jié)(在尚扛未熔當(dāng)化的獄狀態(tài)妨將Si簽O2轉(zhuǎn)化芹成玻啞璃體)制成江預(yù)制膽棒-拉絲初成纖直接磨熔化犁法：末雙坩馬堝法纖芯坯料棒內(nèi)坩堝包層坯料棒纖芯玻璃外坩堝熔爐拉制光纖(到拉絲機(jī))包層玻璃直接山熔化證法：可用鳥于制半造石據(jù)英光纖華、鹵桶化物遷光纖和渣硫?qū)亳{光纖具有胞產(chǎn)量怪大、講可連續(xù)慕制造掙的優(yōu)食點(diǎn)但坯循料棒就熔化贊過程中臉容易秋帶來傾雜質(zhì)，爽它的陣最低豎損耗值榆為5捐dB健/k漏m汽相脖氧化廳法：壞外部婆汽相悠氧化嬌法(O幫VP習(xí)O)O2+SiCl4+GeCl4蒸汽餌棒粉層狀預(yù)制棒噴嘴玻璃微粒粉層沉積粉狀預(yù)制棒剖面芯包層粉狀預(yù)制棒加熱爐1400度玻璃預(yù)制棒預(yù)制棒燒結(jié)拉制光纖加熱爐玻璃預(yù)制棒19礎(chǔ)70年企康寧淋第芝一根租損耗滔小于20匯d敢B/股km的光便纖汽相夕軸向撒沉積舒法(V飛AD鞋)推進(jìn)機(jī)馬達(dá)馬達(dá)輸送桿透明預(yù)制棒容器環(huán)狀加熱器疏松的預(yù)制棒真空泵紅外熱成像儀玻璃微粒反應(yīng)室噴燈口優(yōu)點(diǎn)粉：1.預(yù)制黃棒不橋再具迎有空焦洞2.預(yù)制壤棒可住以任漁意長(zhǎng)3.沉積臂室和莖熔融澆室緊夢(mèng)密相連映，可玩以保羨證制折作環(huán)境數(shù)清潔4.沒有某使用充氫氧簽焰，夏單模光造纖所福含的OH-較低，踏因此廊損耗奇較低亭在0.情2~欣0.出4例dB厲/k循m19化77年日本獅開發(fā)改進(jìn)涼的化葬學(xué)汽漫相沉搶積法(M架CV蒼D)貝爾銷實(shí)驗(yàn)離室設(shè)劃計(jì)，漁可用嘩于制玩造低簡(jiǎn)損耗泄梯度浩折射惱率光那纖玻璃送粉層著沉積初步雜燒結(jié)加強(qiáng)切熱成簽實(shí)心辭棒燒結(jié)紫后，飯纖芯辮由汽龍相沉水積材孔料構(gòu)敘成，掘包層品由原羞始的膽石英憲管構(gòu)魯成反應(yīng)物質(zhì)金屬鹵化物蒸汽+氧氣粉塵狀生成物排氣口SiO2餌管燒結(jié)后的玻璃粉層沉積物來回移動(dòng)的噴燈H-O等離灘子體顫活性撐化學(xué)港汽相灣沉積首法(P惠CV綱D)熔融倉(cāng)石英是管Si際Cl4+目O2+參雜態(tài)物質(zhì)反應(yīng)廢物質(zhì)排氣戶口低壓隔工作苦的等耐離子隔體玻璃出層快速土來回躬移動(dòng)凝的微護(hù)波諧漠振腔(2動(dòng).4心5駛GH子z，8米/分鐘)10后00扎~1祝20虜0度飛利午浦提池出19瞞78年應(yīng)夕用于嫌量產(chǎn)直接筆玻璃螺沉積不需顯高溫欺燒結(jié)反應(yīng)登管不昆易變碼形可快扭速移安動(dòng)，泥沉積稅厚度弄減少跪，有利丟于控如制折星射率窄分布沉積膜效率粗高、費(fèi)沉積速度捎快有的利于術(shù)消除包層付沉積脖過程塵中的微觀輔不均矩勻光纖顧預(yù)制鬼棒置愛備好撿之后拾進(jìn)行禿光纖很拉絲光纖噴拉絲灑機(jī)d=10~25mm;L=60~120cm精密輸送機(jī)構(gòu)夾具預(yù)制棒拉絲爐光纖粗細(xì)監(jiān)測(cè)儀裸光纖涂覆機(jī)已涂覆光纖光纖卷繞12改.8光纖駕的機(jī)億械和級(jí)溫度殺特性1)光纖開的抗陶拉強(qiáng)細(xì)度很帳高，轉(zhuǎn)接近續(xù)金屬愛的抗己拉強(qiáng)帆度2)光纖朽的延結(jié)展性(1站%)比金符