光纤通信第二单元浅析.pptx

第2章 光 纤;第2章 光 纤 ; 纤芯和包层由透明介质材料构成，其折射率分别为n1和n2。 为了使纤芯能够远距离传光，构成光纤的必要条件是n1＞n2。 ;?分层：纤芯 包层 涂敷层 套塑(二次涂敷) ?材料：石英 石英 环氧树脂 尼龙 或硅橡胶 或聚乙稀 ?作用：传导光波 将光波封闭 增加光纤的机械强度 在纤芯中传播 ?折射率：　n１ n２　　　　　 ?少量掺杂： 五氧化二磷（P2O5） 三氧化二硼（B2O3） 二氧化锗（GeO2） 氟（Ｆ） （为了实现包层与纤芯之间的折射率差）;2.1.2 光纤分类;（3）按光波模式（即电磁波类型）划分;图2-3 （a)突变型多模光纤(b) 渐变型多模光纤（c）单模光纤; 2.1.3 光纤制造简述;（3）拉丝工艺 拉丝的目的是将已制作好的预制棒拉成高质量的光纤。 （4）套塑工艺 套塑的目的是将带有涂覆层的光纤再套上一层热塑性材料，进一步增强光纤的强度。 ;2.1.4 光缆结构及类型;? 光缆护层 光缆从里到外加入一层或多层圆筒状护套，用来防止外界各种自然外力和人为外力的破坏。护套应具有防水防潮、抗弯抗扭、抗拉抗压、耐磨耐腐蚀等特点。 光缆护层常用材料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯和聚酰胺。此外，还有铝、钢、铅等密实的金属层用来防潮。 ? 填料 在缆芯与护套之间填充防潮油胶，用来阻止外界水分和潮气侵入缆芯内。 ;? 铠装 用钢丝、钢带等坚硬金属材料做成光缆的外护套，进一步提高光缆强度，用来防鼠、防虫、防火、防外力损坏。 ? 其他 有些光缆内放入若干根铜导线，用做中继馈电线、监控信号线等。;（2）光缆类型 ? 按敷设方式分类 可分为架空光缆、管道光缆、直埋光缆、水下光缆（海底光缆）、室内光缆等。 ? 按缆芯分类 光纤束光缆：光纤与光纤之间不是固定黏结在一起的，每根光纤具有一定的位移自由。 光纤带光缆：光纤带是利用黏结材料将多根光纤（带有一次涂覆层）并行黏结在一起构成的一个平面排列。; ;2.1.5 光缆（光纤）型号命名方法; 光缆各项参数的具体意义如下： ? 第一项光缆分类代号 ? 第二项加强构件代号 ? 第三项结构特征代号 ? 第四项护套代号 ? 第五项外护层代号;;光缆类型举例：;2.2 光纤传光原理;（2）反射定律和折射定律;（3）全反射定律 光线从光密介质n1射向光疏介质n2时，若入射角满足以下关系： θi ≥ θc ? arcsin(n2/n1) 则只有反射光，而无折射光,θc称为全反射临界角。 全反射的条件： (a)光波必须是由光密介质斜入射至光疏介质。 (b)光波的入射角θi，必需大于临界角θc 。;2.2.1.2 光纤的三类入射光 (1)子午光线 ?若入射光线与光纤轴心线相交，则称为子午光线。 ?光线始终在经过光纤轴线的某个平面内（光纤轴心平面、子午面）。 (2)斜射光线 ?若入射光线与光纤轴心线无论在光纤的入射端面上还是在光纤内部都不相交，则称为斜射光线。 ?光线入射方向与子午面夹有一定角度。 (3)螺旋光线 光线轨迹相当于沿着芯与包层交界的圆柱面螺旋前进。;（4）内焦散面及三类入射光之间的关系;?如果弦长逐渐缩短，即对应距中心较远且入射面更为倾斜的情况，则内焦散面逐渐向外扩张，最终趋向于与纤芯边界圆重合，此时的光线轨迹相当于沿着芯与包层交界的圆柱面螺旋前进，因而被称为螺旋光线，即螺旋光线是斜光线的内焦散面半径等于纤芯半径的极限的情况。 ?子午光线是斜光线的内焦散面半径趋于零的极限情况。;　　　　　 　　 内焦散面半径r 投影弦 子午线　 r 0 　　　2a 斜光线 　o r a ( 0，2a ) 螺旋线　 r a 　　　 0;2.2.1.3 子午光线的传播分析; 子午光线在阶跃光纤内传播的基本特点： ① 光纤纤芯内传光路线是一系列在纤芯与包层交界面上不断反射前进的折线，这些折线与光纤轴心线相交，并且与光纤轴心线共面。 ② 若选择光纤内的光线恰好满足全反射定律，于是在光纤入射端面上的折射律公式为： n0sin?0 = n1sin?1= n1cos?c 在光纤内n1, n2交界面上的全