光线材料综述.doc

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1、光纤材料的综述刖百:光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或駛料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。微细的光纤封装在舉料护套屮，使得它能够弯曲而不至于断裂。通常，光纤的一端的发射装置使用发光二极管(lightemittingdiode,LED)或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。在日常生活屮，由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤被用作长距离的信息传递。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，包覆示的缆线即被称为光缆•光纤外层的保护结构可防止周围环境对光纤的伤害，如水，火电击等•光

2、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。屮心是光传播的玻璃芯。在多模光纤屮，芯的肓径是15unT50um,大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8unT10u叽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艰料外套，用来保护封套。光纤通常被扎成朿，外面有外売保护。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。关键词：光纤结构分类使用优点生产方法1光纤的发明和使用1870年的一天，英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅讲光的全反射原理，他做了一个简单的实验：在装满水的

3、木桶上钻个孔，然后用灯从桶上边把水照亮。结果使观众们大吃一惊。人们看到，放光的水从水桶的小孔里流了出来，水流弯1111,光线也跟着弯Illi,光居然被弯弯曲曲的水俘获了。人们曾经发现，光能沿着从酒桶中喷出的细酒流传输；人们还发现，光能顺着弯曲的玻璃棒前进。这是为什么呢？难道光线不再直进了吗？这些现彖引起了丁达尔的注意，经过他的研究，发现这是全反射的作用，即光从水屮射向空气，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线都反射冋水屮。表面上看，光好像在水流屮弯曲前进。实际上，在弯Illi的水流里，光仍沿直线传播，只不过在内表面上发生了多次全反射，光线经过多次全反射向前传播。后来人们

4、造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝——玻璃纤维，当光线以合适的角度射入玻璃纤维时光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。由于这种纤维能够用来传输光线，所以称它为光导纤维。光导纤维可以用在通信技术里。1979年9月，一条3.3公里的120路光缆通信系统在北京建成，几年后上海、天津、武汉等地也相继铺设了光缆线路，利用光导纤维进行通信。利用光导纤维进行的通信叫光纤通信。一对金屈电话线至多只能同时传送一千多路电话，而根据理论计算，一对细如蛛丝的光导纤维可以同时通一百亿路电话！铺设1000公里的同轴电缆大约需要500吨铜，改用光纤通信只需儿公斤石英就可以了。沙石屮就含有石英,几乎是取Z不

5、尽的。发现光可以在“光纤”中传输的这一特性后，最初利用这一特性的实际应用出现在1920年左右，但那时科学家们的主要研究方向是通过光纤迹行图彖传输。具体的应用比如更学窥镜，用于军事的可弯曲潜望镜，茯至应用于早期的电视屮，但最初的玻璃纤维在光纤传输方面的表现确实难以让人感到满意。比如每当光纤“对接”或光纤界血受损时，光纤屮的光就“消失”了，另外，光在传输屮的损失也很严重。随着时间的推移，在光纤发展史上的一个重大突破出现在1950年左右，那时，11.11.Hopkins和N.S.Kapany展示了带有包层的光纤，这使得图像在光纤屮的传导表现大大提升。N.S.Kapany所展示的光纤与我

6、们今天使用的光纤在结构上可以说是一样的。当今的光纤其核心部分有两层结构，最中心部分是纤芯，是一根极细的且折光率稍高的玻璃，在纤芯周围的是包层，覆盖着的也是一层玻璃，只不过这层玻璃的折光率要略低于纤芯。正如我们前瓯所说的，这一结构在“全内反射”效应的作用下，光线的传输就这样实现了。应该也正是因为这一突破性的成就，N.S.Kapany被人们称为是“光纤之父”。即使历史发展到此时，人们似乎依然没有打算把光纤应用于通信领域的想法，科学家们始终在致力于提升光纤传输图像的表现。1956年，又一个标志性的产品诞生了——可弯1111的光纤内窥镜。在研制内窥镜的过程屮，同是这个研究纽的成员Lawr

7、enceE.Curtiss,他制造出了第一根采用玻璃为包层的光纤。光纤发展至此，无论在结构上还是在材质构造上，与当今我们使用的光纤基木上已经完全一样了。终于在1963年，LI本科学家西泽润一提出了使用光纤进行通信的概念，此外，他发明的一些技术，例如激光二极管(laserdiode),对光纤通信的发展起到了非常大的推进作丿I］。在1964年他发明了渐变折射率光学纤维(graded-indexopticalfiber),这种光纤使用半导体激光器在一个通道屮可实现低损耗的长距离传输。在