光纤的传导原理

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1、光纤的原理一：光信号的损耗1：光线材料的吸收与散射的损耗2：光线的微弯与宏弯辐射损耗3：光纤的连接与耦合损耗二：光纤传感器的原理简单的讲，光纤传感系统的基本原理就是光线中的光波参数如光强、频率、波长、相位、以及偏振态等随外界被测参数变化而变化，通过检测光纤中光波参数的变化达到检测外界被测物理量的目的。光纤-概述光纤光纤的完整名称叫做光导纤维，用纯石英以特别的工艺拉成细丝，其直径比头发丝还要细。光束在玻璃纤维内传输，信号不受电磁的干扰，传输稳定。具有性能可靠，质量高，速度快，线路损耗低、传输距离远

2、等特点，适高速网络和骨干网。[1]光纤是一种传输介质，是依照光的全反射的原理制造的。光纤是一种将讯息从一端传送到另一端的媒介，是一条以玻璃或塑胶纤维作为让讯息通过的传输媒介。通常光纤与光缆两个名词会被混淆。多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆，包覆后的缆线即被称为光缆。光纤外层的保护结构可防止周遭环境对光纤的伤害，如水，火，电击等。光缆分为：光纤、缓冲层及披覆。光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中，芯的直径是15mm~50mm，大致与人的头发的粗细相当。而

3、单模光纤芯的直径为8mm~10mm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。光纤-原理光纤实际是指由透明材料做成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料做成的包层，并将射入纤芯的光信号，经包层界面反射，使光信号在纤芯中传播前进的媒体。一般是由纤芯、包层和涂敷层构成的多层介质结构的对称圆柱体。光纤有两项主

4、要特性：即损耗和色散。光纤每单位长度的损耗或者衰减（dB/km），关系到光纤通信系统传输距离的长短和中继站间隔的距离的选择。光纤的色散反应时延畸变或脉冲展宽，对于数字信号传输尤为重要。每单位长度的脉冲展宽（ns/km），影响到一定传输距离和信息传输容量光纤-结构光纤的结构纤芯材料的主体是二氧化硅，里面掺极微量的其他材料，例如二氧化锗、五氧化二磷等。掺杂的作用是提高材料的光折射率。纤芯直径约5~~75μm。光纤外面有包层，包层有一层、二层（内包层、外包层）或多层（称为多层结构），但是总直径在100

5、~200μm上下。包层的材料一般用纯二氧化硅，也有掺极微量的三氧化二硼，最新的方法是掺微量的氟，就是在纯二氧化硅里掺极少量的四氟化硅。掺杂的作用是降低材料的光折射率。这样，光纤纤芯的折射率略高于包层的折射率。两者席位的区别，保证光主要限制在纤芯里进行传输。包层外面还要涂一种涂料，可用硅铜或丙烯酸盐。涂料的作用是保护光纤不受外来的损害，增加光纤的机械强度。光纤的最外层是套层，它是一种塑料管，也是起保护作用的，不同颜色的塑料管还可以用来区别各条光纤。光纤的折射率：光纤的结构一般用折射率沿光纤径向的分

6、布函数来表征，这种分布函数成为光纤的折射率刨面。在圆柱坐标系（λ、Φ、z）中n（λ）来表示。在理论分析中，折射率剖面n(r)就是光纤的数学模型：对于单包层光纤，纤芯直径为d，设纤芯轴心处的折射率n(0)=n1，包层折射率为n2,为了简略地表示的剖面特征，引入纤芯包层相对折射率差作为剖面参数Δ，其中定义为：n12─n22n1─n2Δ=──────≈─────2n12n1射线理论认为，光在光纤中传播主要是依据全反射原理。因此，典型的阶越光纤是由折射率（n1）稍高的纤芯和折射率（n2）稍低的包层构成。

7、纤芯和包层之间有良好的光学界面。若光线以某一角度进入光线端面时，入射光线与光线轴线之间的夹角θ0称为光线端面入射角；光线进入光纤后又射到纤芯和包层之间的界面上，形成包层界面入射角Φ，光线垂直光线端面射入，并与光纤轴心线重合时，光线１沿轴心线向前传播。由于ｎ1〉ｎ2，所以包层界面有一个全反射的临界角Φc，与其相对应的光线端面有一个临界入射角Φa。如果端面入射角θ0≤θa，光线进入光纤后，当射到光纤的内包层界面时，入射角Φ≥Φc，满足全反射条件，光线将在纤芯和包层的界面上不断的产生全反射而向前传播

8、。一般，这种光线在光纤内需经过几千、几万、甚至更多次的全反射，（全反射次数与光纤长度、直径有关），才能从光纤的一段传到另一端。光线１、２的特点是光在光纤中传播路径始终在同一平面内，这种光线称为受到光线；在纤维光学中又称为子午光线。子无光的是平面曲线，包含子午光线的面称为子无面。另一种光线不在一个平面内，不经过光的轴心线。当入射光纤后碰到边界时，作内部全反射。这类光线运动范围是在边界和有虚线所示的焦散面之间。光线在断面上的投影为折线。这样的光纤称为斜光线，它是一空间曲线，除子午线和斜光线外，还有一