文档介绍：(OpticalFiber)是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。纤芯的折射率比包层稍高,损耗比包层更低,光能量主要在纤芯内传输。包层为光的传输提供反射面和光隔离,并起一定的机械保护作用。设纤芯和包层的折射率分别为n1和n2,光能量在光纤中传输的必要条件是n1>n2。纤芯和包层的相对折射率差Δ=(n1-n2)/n1的典型值,%~%,多模光纤为1%~2%。Δ越大,把光能量束缚在纤芯的能力越强,但信息传输容量却越小。来自....。光纤种类很多,这里只讨论作为信息传输波导用的由高纯度石英(SiO2)制成的光纤。实用光纤主要有三种基本类型,,光线在纤芯传播的路径,以及由于色散引起的输出脉冲相对于输入脉冲的畸变。这些光纤的主要特征如下。突变型多模光纤(StepIndexFiber,SIF)(a),纤芯折射率为n1保持不变,到包层突然变为n2。这种光纤一般纤芯直径2a=50~80μm,光线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播,特点是信号畸变大。渐变型多模光纤(GradedIndexFiber,GIF)(b),在纤芯中心折射率最大为n1,沿径向r向外围逐渐变小,直到包层变为n2。这种光纤一般纤芯直径2a为50μm,光线以正弦形状沿纤芯中心轴线方向传播,特点是信号畸变小。模光纤(SingleModeFiber,SMF)(c),折射率分布和突变型光纤相似,纤芯直径只有8~10μm,光线以直线形状沿纤芯中心轴线方向传播。因为这种光纤只能传输一个模式(两个偏振态简并),所以称为单模光纤,其信号畸变很小。相对于单模光纤而言,突变型光纤和渐变型光纤的纤芯直径都很大,可以容纳数百个模式,所以称为多模光纤。渐变型多模光纤和单模光纤,包层外径2b都选用125μm。(a)突变型多模光纤;(b)渐变型多模光纤;(c)单模光纤实际上,根据应用的需要,可以设计折射率介于SIF和GIF之间的各种准渐变型光纤。为调整工作波长或改善色散特性,(c)常规单模光纤的基础上,设计许多结构复杂的特种单模光纤。,这些光纤的特征如下。(a)所示,折射率分布像W形,又称为W型光纤。这种光纤有两个包层,内包层外直径2a′与纤芯直径2a的比值a′/a≤2。适当选取纤芯、外包层和内包层的折射率n1、n2和n3,调整a值,~(DispersionFlattenedFiber,DFF),(DispersionShiftedFiber,DSF)。(a)双包层;(b)三角芯;(c)(b)所示,纤芯折射率分布呈三角形,这是一种改进的色散移位光纤。,有效面积较大,适合于密集波分复用和孤子传输的长距离系统使用,康宁公司称它为长距离系统光纤,这是一种非零色散光纤。(c)所示,纤芯折射率分布呈椭圆形。这种光纤具有双折射特性,即两个正交偏振模的传输常数不同。强双折射特性能使传输光保持其偏振状态,因而又称为双折射光纤或偏振保持光纤。以上各种特征不同的光纤,其用途也不同。突变型多模光纤信号畸变大,相应的带宽只有10~20MHz·km,只能用于小容量(8Mb/s以下)短距离(几km以内)系统。渐变型多模光纤的带宽可达1~2GHz·km,适用于中等容量(34~140Mb/s)中等距离(10~20km)系统。大容量(565Mb/s~)长距离(30km以上)系统要用单模光纤。特种单模光纤大幅度提高光纤通信系统的水平。。色散平坦光纤适用于波分复用系统,这种系统可以把传输容量提高几倍到几十倍。三角芯光纤有效面积较大,有利于提高输入光纤的光功率,增加传输距离。外差接收方式的相干光系统要用偏振保持光纤,这种系统最大优点是提高接收灵敏度,增加传输距离。