单模光纤 FRONT!.ppt

HE11偏振态相互正交的两个简并模 双折射 任何单模光纤中都存在两个相互独立且偏振面相互正交的简并模式。由于光纤结构的不完善，使得两个相互简并的模式在光纤中以不同的相速度传播，光纤对它们具有不同的有效折射率，即双折射效应： b = k0(ny - nx) 或者 Bf = ny - nx (低双折射光纤) 10-8 Bf 10-3 (高双折射光纤) 光纤拍长 两个简并模在传播时会产生相位差。当二者相位差为2p整数倍时，则它们在该点处出现“拍”，两个拍之间的间隔称为拍长：LB = 2p/b。 2p p/2 单模光纤中的特有现象：光偏振态呈周期变化 实际中，由于受到应力影响，双折射系数沿轴并非常量，因此线偏振光很快变成任意偏振光。 作业 2.8-2.11 * 但是卤化物光纤制作工艺难度较大 * 多组份玻璃光纤制造通常使用双坩埚法。讲纤芯用的玻璃料加入铂制 双坩埚的内侧坩埚中，同时将包层用的玻璃料加入此双坩埚的外侧坩埚中， 边熔炼边拉丝。要是在芯料中引入Ta+而在包层料中引入Na+，则能使光纤中 心部分的折射率高于周边部分。若想制成折射率呈平方分布的不均匀光纤， 可在拉丝过程中通过热扩散进行Ta+与Na+的离子交换，而使折射率呈徐缓的 梯度分布，并控制拉丝后的温度下降。 双坩埚法中，不需像制备石英玻璃光纤那样有一道制造光纤预制棒的预备性 工序，可以按1~3m/s的高速拉丝，一次即拉成光纤，因而产量大，成本经济， 但是光纤的损耗较大，最低值约5dB/km。 * * 世界上第一根损耗小于20dB/km光纤是由康宁公司按照外部汽相氧化法获得 * 1977年日本开发。不容易形成中心的折射率凹陷和空眼。目前仍然是日本人掌握着这个方法的核心技术。 VAD法是由日本在1977年发展的一种最早以连续工艺制造预制棒的方 法。其工作原理与OCVD法基本相同，但沉积方向由横向改为轴向。这样， 可使沉积工艺，脱水烧结工艺连续进行，理论上可制得极长的预制棒， 而且，该法制备的多模光纤不会形成中心部位折射率凹陷或空眼，因此 其光纤制品的带宽比MCVD法高一些，其单模光纤损耗目前达到0.22-0.4dB／km。 光纤的折射率分布决定于原料气体的空间径向分布，故各种工艺参数要 十分稳定，控制难度较大。此工艺开发初期由于采用火焰加水分解，容易残留有OH基，制成的光纤比起MCVD法制成的光纤有较大损耗。但经过改良， 发展了在多孔质状态下进行脱水处理的技术，已经获得比MCVD法更优良的 低损耗特性。 目前，日本仍然掌握着VAD法的最先进的核心技术，所制得的光纤预 制棒OH基含量非常低，在1385nm附近的损耗小于0.46dB／km。 * 停止供应汽相反应物后并强烈加热使之成为实心棒 * PCVD法是由菲利普研究实验室提出的，于1978年应用于批量生产。它与 MCVD法的工作原理基本相同，只是不用氢氧焰进行管外加热，而是改用微波 腔体产生的等离子体进行加热。PCVD法工艺的沉积温度低于MCVD法工艺的沉积温度，因此反应管不易变形。由于气体电离不受反应管热容量的限制，所以微波加热腔体可以沿着反应管轴向作快速来复移动，目前的移动速度在8m／min， 可以在管内沉积数千个薄包层，从而使每层的沉积厚度减小，因此使光纤折 射率分布的控制更为精确，可以获得更大的带宽。而且，PCVD法的沉积效率 高，沉积速度快，有利于消除包层沉积过程中的微观不均匀性，从而大大降 低光纤中散射造成的本征损耗，适合于制备具有复杂折射率剖面的光纤，可 以批量生产，有利于降低成本。 目前，荷兰的等离子光纤公司占据世界领先水平。 * 光纤成缆的最主要目的是增强机械性能、防止潮湿、保护光纤链路。 * * 螺旋形和正弦形的好处在于留有余量保证光缆的抗拉、弯曲和温度特性；使用阻水带代替油膏可以便于光纤的取出。与层绞式相比，重量轻、装纤密度大。 * * 光纤折射率分布变化、波导非圆对称、受到非对称的横向应力造成两个简并模式传播常数不同 * 10-8 B 10-3 骨架式 骨架式光缆中的光纤置放于塑料骨架的槽中，槽的横截面可 以是 V形、U 形或其他合理的形状，槽的纵向呈螺旋形或正 弦形，一个空槽可放置5~10根一次涂覆光纤。 束管式 束管式结构的光缆近年来得到了较快的发展。它相当于把松 套管扩大为整个缆芯，成为一个管腔，将光纤集中松放在其 中。 带状式 带状式结构的光缆首先将一次涂覆的光纤放入塑料带内做成 光纤带，然后将几层光纤带叠放在一起构成光缆芯。 5. 光缆的种类与型号 1.光缆的种类 光缆的种类很多，其分类方法也很多，习惯的分类有： 根据光缆的传输性能、距离和用途，光缆可以分为市话光缆、长途光缆、海底光缆和用户光缆； 根据光纤的种类，光缆可以分