光纤光栅技术与应用

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1、1光纤光栅技术与应用From:GDFT2内容光纤光栅技术与应用Part1光纤（OpticalFiber）及光通信技术简介Part2光纤光栅（OpticalFiberGrating）Part3光纤光栅的应用内容3Part1光纤及光通信技术简介4通信波段划分及相应传输媒介频率Hz10110710210610310510410410510310610210710110810010910-1101010-2101110-3101210-4101310-5101410-61015自由空间波长（m）电力、电

2、话无线电、电视微波红外可见光双铰线同轴电缆光纤卫星/微波AM无线电FM无线电频段划分传输介质电磁波谱的划分光纤光栅技术与应用5光纤及光通信技术简介光纤光栅技术与应用光通信用光波载运信息，实现通信光纤通信以光波载运信息，用光纤作传输媒体，实现通信光纤通信的优点频带宽、信息容量大传输损耗低、无中继距离远材料丰富抗电磁干扰光纤间串话小，保密性好耐腐蚀、耐高压体积小、质量轻6光通信的发展光纤光栅技术与应用光通信的发展过程雏形：古代烽火、手旗、灯光潜望镜原理——光波导之雏形7光纤基本理论光纤光栅技术与应用

3、菲涅耳定律：n1sinθ1=n2sinθ2n1n2n1n2θ2θ1结论：若要实现全反射，则必须有n1>n28光纤基本理论光纤光栅技术与应用Φmax=arcsin(NA)φn1n29可见，光纤的数值孔径（NA）仅取决于纤芯的折射率的大小及包层相对折射率差，而于光纤的直径无关。标准多模光纤的NA公称值一般为0.2，对应的孔径角约为11.5º。标准单模光纤的NA公称值一般为0.1～0.15，对应的孔径角约为5.7º~8.6º。光纤基本理论光纤光栅技术与应用10光纤结构纤芯包

4、层涂敷层护套光纤结构光纤光栅技术与应用单模光纤内径：9µm多模光纤内径：50µm外径：125µm尺寸规格：11光纤结构光纤光栅技术与应用两种常用光纤的结构及其折射率分布12机械手MechanicalhandleCapstan对中卡头Three-jawchuckModifiedChemicalVaporDeposition高温炉Graphitefurnace测温仪Pyrometer分离及沉积处理Separatedeposition测径仪FiberdiameterGauge空气净化系统ClearAi

5、rSystem机械手Mechanicalhandle涂杯Coatcup对中itioncentercontrol光固化vioietCuringSystem涂杯Coatcup对中itioncentercontrol光固化UltravioietCuringSystem对中itioncentercontrol热固化UltravioietCuringSystem涂杯Coatcup对中itioncentercontrol热固化UltravioietCuringSystem气相色谱VaporPhasechro

6、matogrameter基座高温炉配重排除尾气13光缆构成光纤光栅技术与应用常用光缆的典型构成14国外光纤技术发展情况光纤技术发展概况光纤光栅技术与应用20世纪60年代中期，所研制的最好的光纤损耗在400dB以上1966年英国标准电信研究所高锟及Hockham从理论上预言光纤损耗可降至20dB/km以下日本于1969年研制出第一根通信用光纤损耗为100dB/km1970年康宁公司（Corning）采用“粉末法”先后获得了损耗低于20dB/km和4dB/km的低损耗石英光纤1974年贝尔实验室（B

7、ell）采用改进的化学汽相沉积法制出性能优于康宁公司的光纤产品。到1979年，掺锗石英光纤在1.55µm处的损耗已经降到0.2dB/km，这一数值已经十分接近由Rayleigh散射所决定的石英光纤理论损耗极限15光纤技术发展概况光纤光栅技术与应用1963年开始光通信的研究1977年，第一根短波长(0.85mm)阶跃型石英光纤问世，损耗为300dB/km1978年，阶跃光纤的衰减降至5dB/km。研制出短波长多模梯度光纤，即G.651光纤1979年，研制出多模长波长光纤，衰减为1dB/km。建成5

8、.7km、8Mb/s光通信系统试验段1980年1300nm窗口衰减降至0.48dB/km，1550nm窗口衰减为0.29dB/km。1981年多模光纤活动连接器进入实用1984年武汉、天津34Mb/s市话中继光传输系统工程建成(多模)1990年，研制出G.652标准单模光纤，最小衰减达0.35dB/km1992年降至0.26dB/km国内现状161991年，研制出G.653色散位移光纤。最小衰减达0.22dB/km1997年，研制出G.655非零色散位移光纤“六五”、“七五”、“八五”铺设“八纵