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全息照相 全息术（holography）是利用光的干涉和衍射原理，将携带物质信息的光波以干涉图的形式记录下来，并且在一定的条件下使其再现，形成原物体逼真的立体象。由于记录了物体的全部信息，包括振幅和相位因此称为全息术。 为了提高电子显微镜的分辨本领，伽伯（D.Gabor，1900—1979）在1948年提出了全息术原理，并开始了全息照相（holography）的早期研究工作。 那时的主要问题是再现的原始象与其共轭象不能分离，以及没有好的相干光源。 1960年出现了激光以后，1962年莱特（E.Leith）和乌帕特尼克斯（J.Upatnieks）在全息术中利用了激光，并提出了离轴全息术，使全息技术迅速发展成为科学技术的一个新领域。 激光记录和白光再现的全息术，例如反射全息、象全息、彩虹全息以及合成全息等，使全息术在显示方面展现出了它的优越性，并逐步深入到了社会的各个领域中。 而且，声全息术和微波全息术等也已经开始发展，但进展远不如光学全息术。 全息照片的获得——光的干涉 由激光器发出的激光束，通过分光镜分成两束。 全息照片的再现——光的衍射 感光以后的全息底片经显影、定影等处理得到的全息照片上，记录了无数干涉条纹，相当于一个“衍射光栅”， 一般是用相同于拍摄时的激光作为照明光，照明光经全息照片（即“光栅”）便发生衍射，得到一列沿照射方向传播的零级衍射光波和二列一级衍射波。 G.653光纤（色散位移光纤） G.652光纤由于零色散与低衰减不在同一波长上，使工程应用受到很大限制，而G.653则把零色散点从1.31处移到了1.55处，所以也称G.653为色散移位光纤DSF(dispersion-shifter fiber)。它是单波长传输的最佳选择，但是对多信道应用而言，由于各信道光波之间的相位匹配很好，四波混频效应较强，会产生非常严重的干扰产物，所以不适合于WDM系统，目前已不再铺设。G.654光纤（衰减最小光纤） 这种光纤是为了满足海底光缆长距离通信的需求而研制的，其特点是在1.55的衰减很小，仅为0.185dB/km，但在该波长处的色散较大，约为17~20 ps/(nm.Km) 。其零色散点在1.31μm处。 2. 波导色散 引起波导色散的原因是：进入单模光纤中的光信号功率大约只有80%在纤芯中传播，另外20%在包层传输，由于纤芯和包层有着不同的折射率，所以这两部分的传输速度不同，在包层中传播的光功率速度要更大一些，因而在光纤输出端，脉冲会展宽。 波导色散引起的单位长度脉冲展宽可由下式计算： 式中 是波导色散系数，单位为 ,它与光纤的设计参数有关， 为光源的线宽，即光源辐射光的波长范围，L为光纤长度。 3. 材料色散 材料色散是由于纤芯材料的折射率随波长变化，使得各个模式的群速率（光脉冲包络线速度）都会随着波长的变化而造成的。在单模光纤内，即使光经过完全相同的路径，，也会发生脉冲的展宽，因为光源发出的光不是单一波长的，而是存在一定的波长范围。 孔径数 光源与光纤端面之间存在着空气缝隙，入射到光纤端面上的光，一部分是不能进入光纤的，而能进入光纤端面内的光也不一定能在光纤中传输，只有符合特定条件的光才能在光纤中发生全内反射而传播到远方。由图可知，只有从空气缝隙到光纤端面光的入射角小于θo，入射到光纤里的光线才能传播。实际上θo是个空间角，也就是说如果光从一个限制在2θo的锥形区域中入射到光纤端面上，则光可被光纤捕捉。设空气的折射率为no，在空气与光纤端面上运用斯涅尔定律，有 θc 包层n2 纤芯n1 包层n2 θ0 αc 光 源 空气n0＝1 光纤端面 式中αC与临界入射角θC之间的关系为 对空气，有n0≈1，故有 显然，θ0越大，即纤芯与包层的折射率之差越大，光纤捕捉光线的能力越强，而参数sinθ0直接反映了这种能力，我们称为光纤的孔径数NA(Numerical Aperture)。 4.5.4光纤制作工艺 光纤的制作工艺包括两个主要阶段，第一是制作预制棒，第二是拉丝。 1. 预制棒的制作 预制棒是制作光纤的原料，它的径向折射率按照芯层和包层的折射率要求而分布，但尺寸则要大的多，典型的预制棒直径约为10～25mm，长度约为60~120cm。目前，生产预制棒的工艺采用两步法，先制造预制棒的棒芯，然后在芯棒外采用不同技术制造包层。芯棒的制造决定了光纤的传输性能，而包层的则决定了光纤的制造成本。 MCVD PCVD OVD VAD 芯 棒 外套管技术 外沉积技术 外喷技术 预制棒 预制棒制造工艺流程 由图可见，芯棒的制作有四种工艺，它们分别是改进的化学