常用光器件讲述素材.ppt

第五章常见光器件光器件与电器件的类比光纤
1.光纤结构
光纤由纤芯、包层和涂覆层3部分组成，如图所示。（1）纤芯：纤芯位于光纤的中心部位。
直径d1=4μm～50μm，单模光纤的纤芯为4μm～10μm，多模光纤的纤芯为50μm。
纤芯的成分是高纯度SiO2，掺有极少量的掺杂剂（如GeO2，P2O5），作用是提高纤芯对光的折射率（n1），以传输光信号。
（2）包层：包层位于纤芯的周围。
直径d2=125μm，其成分也是含有极少量掺杂剂的高纯度SiO2。而掺杂剂（如B2O3）的作用则是适当降低包层对光的折射率（n2），使之略低于纤芯的折射率，即n1＞n2，它使得光信号封闭在纤芯中传输。（3）涂覆层：光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆层，缓冲层和二次涂覆层。
一次涂覆层一般使用丙烯酸酯、有机硅或硅橡胶材料；
缓冲层一般为性能良好的填充油膏；
二次涂覆层一般多用聚丙烯或尼龙等高聚物。
涂覆的作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤，同时又增加了光纤的机械强度与可弯曲性，起着延长光纤寿命的作用。涂覆后的光纤其外径约1.5mm。通常所说的光纤为此种光纤。纤芯：折射率较高，用来传送光；
包层：折射率较低，与纤芯一起形成全反射；
涂敷层：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。2．光纤的折射率分布与光线的传播
下图所示为两种典型光纤的折射率分布情况。
一种称为阶跃折射率光纤；另一种称为渐变折射率光纤，如图（a）、（b）所示。光在阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤的传播轨迹分别如图所示。光纤的分类1．按传输模数分类
按传输模的数量不同，光纤分为多模光纤和单模光纤。
传播模式概念：当光在光纤中传播时，如果光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长时，光在光纤中会以几十种乃至几百种传播模式进行传播。如图所示。这些不同的光束称为模式。（1）多模光纤
当光纤的几何尺寸（主要是芯径d1）远大于光波波长时（约1μm），光纤传输的过程中会存在着几十种乃至几百种传输模式，这样的光纤称为多模光纤。
（2）单模光纤
当光纤的几何尺寸（主要是芯径d1）较小，与光波长在同一数量级，如芯径d1在4μm～10μm范围，这时，光纤只允许一种模式（基模）在其中传播，其余的高次模全部截止，这样的光纤称为单模光纤。光在单模光纤中的传播轨迹2．按传输波长分类
光纤可分为短波长光纤和长波长光纤。
短波长光纤的波长为0.85μm（0.8μm～0.9μm）
长波长光纤的波长为1.3μm～1.6μm，主要有1.31μm和1.55μm两个窗口。
3．按套塑结构分类
按套塑结构不同，光纤可分为紧套光纤和松套光纤。
紧套光纤与松套光纤
紧套光纤就是在一次涂覆的光纤上再紧紧地套上一层尼龙或聚乙烯等塑料套管，光纤在套管内不能自由活动。
松套光纤，就是在光纤涂覆层外面再套上一层塑料套管，光纤可以在套管中自由活动。光纤跳线单模光纤(Single-modeFiber)：一般光纤跳线用黄色表示，接头和保护套为蓝色；传输距离较长。
多模光纤(Multi-modeFiber)：一般光纤跳线用橙色表示，也有的用灰色表示，接头和保护套用米色或者黑色；传输距离较短。
光纤在使用中不要过度弯曲和绕环，这样会增加光在传输过程的衰减。光纤跳线两端的光模块的收发波长必须一致，也就是说光纤的两端必须是相同波长的光模块，简单的区分方法是光模块的颜色要一致。一般的情况下，短波光模块使用多模光纤（橙色的光纤），长波光模块使用单模光纤（黄色光纤），以保证数据传输的准确性。
光纤跳线使用后一定要用保护套将光纤接头保护起来，灰尘和油污会损害光纤的耦合尾纤12芯束状尾纤认识尾纤和跳纤的接口类型ST、SC、FC光纤接头是早期不同企业开发形成的标准，使用效果一样，各有优缺点。
ST、SC连接器接头常用于一般网络。ST头插入后旋转半周有一卡口固定，缺点是容易折断；SC连接头直接插拔，使用很方便，缺点是容易掉出来；FC连接头一般电信网络采用，有一螺帽拧到适配器上，优点是牢靠、防灰尘，缺点是安装时间稍长。
MTRJ型光纤跳线由两个高精度塑胶成型的连接器和光缆组成。连接器外部件为精密塑胶件，包含推拉式插拔卡紧机构。适用于在电信和数据网络系统中的室内应用
FC圆型带螺纹(配线架上用的最多)ST卡接式圆型SC卡接式方型(路由器交换机上用的最多)PC微球面研磨抛光APC呈8度角并做微球面研磨抛光MT-RJ方型一头双纤收发一体“/”后面表明光纤接头截面工艺，即研磨方式。“PC”在电信运营商的设备中应用得最为广泛，其接头截面是平的。“UPC”的衰耗比“PC”要小，一般用于有特殊需求的设备，一些国外厂家ODF架内部跳纤用的就是FC/UPC，主要是为提高ODF设备自身的指标。另外，在广电和早期的CATV中应用较多的是“APC”型号，其尾纤头采用了带倾角的端面，可以改善电视信号的质量，主要原