1. Struktur av optiske fibre
Anoptisk fiber(OF) er en gjennomsiktig dielektrisk fiber som brukes til å lede lys. En praktisk optisk fiber består av flere lag med transparente medier, vanligvis delt inn i tre lag:
Kjerne: Plassert i midten av fiberen (diameter 5~80μm), sammensatt av silika med høy-renhet, dopet med en liten mengde tilsetningsstoffer (f.eks. germaniumdioksid, fosforpentoksid) for å øke brytningsindeksen (n1). For kommunikasjonsfibre er kjernediameteren 5~10μm (enkelt-modusfiber) eller 50~80μm (multi-modusfiber).
Kledning: Omgir kjernen (diameter ~125μm), sammensatt av silika med høy-renhet med en liten mengde tilsetningsstoffer (f.eks. bortrioksid), beregnet på å redusere dens brytningsindeks (n2), noe lavere enn kjernen. Kledningen kan være enkelt-lag eller flerlags-.
Belegg: Det ytterste laget (laget av akrylat, silikongummi eller nylon), tjener en beskyttende funksjon. Det inkluderer et primært belegg og et sekundært belegg (jakke). Etter belegging er fiberens ytre diameter ca. 1,5 cm.
2. Klassifisering av optiske fibre
Det er 4 hovedklassifiseringsmetoder for optiske fibre; de kan også klassifiseres etter sammensetning (f.eks. silikafibre, fibre som inneholder fluor-, plastfibre, etc.).
(1) Klassifisering etter brytningsindeksprofil for fiberkryssseksjonen.{1}
Delt inn iStep Index Fiber (SIF)ogGradert Index Fiber (GIF).
Step Index Fiber: Brytningsindeksene til kjernen og kledningen er ensartede (betegnet henholdsvis \\(n_1\\) og \\(n_2\\)), med en trinnendring i grensesnittet mellom kjernen og kledningen. Brytningsindeksprofilen uttrykkes som:
Dette var en tidlig fiberstruktur, gradvis erstattet av graderte indeksfibre i multi-modusfibre, men har gjenvunnet oppmerksomhet som en mainstream-struktur i enkelt-modusfibre.
Gradert indeksfiber: Brytningsindeksen ved kjerneaksen (n1) er den største, og avtar gradvis langs den radielle retningen (etter en parabolsk lov), og faller til kledningens brytningsindeks (n2) ved kjerne-belegggrensesnittet; brytningsindeksen til kledningen er ensartet(n2)
Brytningsindeksprofilen uttrykkes som:
Hvor: g er brytningsindeksprofileksponenten; (a1) er kjerneradiusen; (Delta) er den relative brytningsindeksforskjellen
Funksjon: Reduserer modal spredning i multi-modusfibre og øker overføringskapasiteten.
(2) Klassifisering etter antall forplantningsmoduser
Delt inn iMulti-Mode Fiber (MMF)ogSingle Mode Fiber (SMF).
Multi-modusfiber: For en gitt driftsbølgelengde eksisterer det flere overføringsmoduser i fiberen. Brytningsindeksprofilen til tverrsnittet kan være enhetlig (trinn-indeks multi-modus) eller ikke-uniform (gradert-indeks multi-modus). Funksjoner: Dårlige overføringsegenskaper, smal båndbredde, liten overføringskapasitet.
Single Mode Fiber: For en gitt driftsbølgelengde eksisterer bare én overføringsmodus (fundamental modus) i fiberen, uten intermodal forsinkelsesforskjell. Funksjoner: Båndbredde som er mye større enn for multi-modusfibre, egnet for høy-overføring.
(3) Klassifisering etter operasjonsbølgelengde
Delt inn iKorte-bølgelengdefibreogLange-bølgelengdefibre.
Korte-bølgelengdefibre: Bølgelengde 0,6~0,9μm (typisk verdi 0,85μm), et tidlig produkt, sjelden brukt nå.
Lange-bølgelengdefibre: Bølgelengde 1,0~2,0μm (typiske verdier 1,31μm, 1,55μm). I dette båndet har silikafibre lav demping og liten materialspredning. Funksjoner: Lav demping, bred båndbredde, egnet for lang-kommunikasjon med stor-kapasitet.
(4) Klassifisering etter jakketype
Delt inn iTette-bufrede fibreogLøse-rørfibre.
Tette-bufrede fibre: De sekundære og tertiære beleggene er tett bundet til det primære belegget, kjernen og kledningen. Ulempe: Temperaturegenskaper forringes etter kapping (mantelmaterialet har en høy ekspansjonskoeffisient; lav-temperaturkrymping forårsaker mikrobøyning av fiberen, noe som øker dempningen).
Løse-rørfibre: Den pre-belagte fiberen er løst plassert i et plastrør, uten sekundært eller tertiært belegg. Fordeler: Enkel produksjonsprosess; bedre dempnings-temperaturegenskaper og mekaniske egenskaper enn tette-bufrede fibre, stadig mer utbredt.
