1. Структура на оптичните влакна
Аноптично влакно(OF) е прозрачно диелектрично влакно, използвано за насочване на светлина. Практичното оптично влакно се състои от множество слоеве прозрачна среда, обикновено разделени на три слоя:
Ядро: Разположен в центъра на влакното (диаметър 5~80 μm), съставен от силициев диоксид с висока -чистота, добавен с малко количество добавки (напр. германиев диоксид, фосфорен пентоксид), за да се увеличи индексът му на пречупване (n1). За комуникационни влакна диаметърът на сърцевината е 5~10 μm (едно-модово влакно) или 50~80 μm (много-модово влакно).
Облицовка: Около сърцевината (диаметър ~125 μm), съставена от силициев диоксид с висока -чистота с малко количество добавки (напр. борен триоксид), предназначени да намалят нейния индекс на пречупване (n2), малко по-нисък от сърцевината). Облицовката може да бъде едно-слойна или много-пластова.
Покритие: Най-външният слой (направен от акрилат, силиконова гума или найлон), изпълняващ защитна функция. Включва основно покритие и вторично покритие (кожух). След нанасяне на покритие, външният диаметър на влакното е приблизително 1,5 cm.
2. Класификация на оптичните влакна
Има 4 основни метода за класификация на оптичните влакна; те също могат да бъдат класифицирани по състав (напр. силициеви влакна, влакна,-съдържащи флуорид, пластмасови влакна и др.).
(1) Класификация по профил на индекса на пречупване на напречното-сечение на влакното
Разделени наВлакно с индекс на стъпка (SIF)иВлакна с градуиран индекс (GIF).
Стъпка индекс влакна: Коефициентите на пречупване на сърцевината и обвивката са еднакви (означени съответно с \\(n_1\\) и \\(n_2\\)), със стъпаловидна промяна на границата между сърцевината и обвивката. Профилът на индекса на пречупване се изразява като:
Това беше ранна влакнеста структура, постепенно заменена от влакна с градуиран индекс в много-модовите влакна, но отново привлече вниманието като основна структура в едно-модовите влакна.
Фибри с градуиран индекс: Коефициентът на пречупване на оста на сърцевината (n1) е най-големият, като постепенно намалява по радиалната посока (следвайки параболичен закон) и пада до индекса на пречупване на обвивката (n2) на интерфейса на обвивката на ядрото-; индексът на пречупване на обвивката е еднакъв (n2)
Профилът на индекса на пречупване се изразява като:
Където: g е експонентата на профила на индекса на пречупване; (a1) е радиусът на сърцевината; (Делта) е относителната разлика в индекса на пречупване
Характеристика: Намалява модалната дисперсия в много-модовите влакна и увеличава капацитета на предаване.
(2) Класификация по брой на режимите на разпространение
Разделени наМулти{0}}модово влакно (MMF)иЕдномодово влакно (SMF).
Много{0}}модово влакно: За дадена работна дължина на вълната във влакното съществуват множество режими на предаване. Профилът на индекса на пречупване на напречното-сечение може да бъде равномерен (стъпков-индексен много-режим) или не-равномерен (градуиран-индексен много-режим). Характеристики: Лоши характеристики на предаване, тясна честотна лента, малък капацитет на предаване.
Едномодово влакно: За дадена работна дължина на вълната във влакното съществува само един режим на предаване (основният режим), без разлика в интермодалното закъснение. Характеристики: Честотна лента, много по-голяма от тази на много-модовите влакна, подходящи за високо-скоростно предаване.
(3) Класификация по работна дължина на вълната
Разделени наВлакна с къса{0}}дължина на вълнатаиВлакна с дълга-дължина на вълната.
Влакна с къса{0}}дължина на вълната: Дължина на вълната 0,6~0,9 μm (типична стойност 0,85 μm), ранен продукт, рядко използван сега.
Влакна с дълга-дължина на вълната: Дължина на вълната 1,0~2,0 μm (типични стойности 1,31 μm, 1,55 μm). В тази лента силициевите влакна имат ниско затихване и малка материална дисперсия. Характеристики: Ниско затихване, широка честотна лента, подходящи за комуникации на дълги-разстояния с голям-капацитет.
(4) Класификация по тип обвивка
Разделени наСтегнати-буферирани влакнаиРазхлабени-тръбни влакна.
Стегнати-буферирани влакна: Вторичните и третичните покрития са здраво свързани с първичното покритие, сърцевината и облицовката. Недостатък: Температурните характеристики се влошават след обвивката (материалът на обвивката има висок коефициент на разширение; свиването при ниска-температура причинява микроогъване на влакното, увеличавайки затихването).
Разхлабени-тръбни влакна: Предварително{0}}покритите влакна са свободно поставени в пластмасова тръба, без вторично или третично покритие. Предимства: Лесен производствен процес; по-добро затихване-температурни характеристики и механични свойства от стегнати-буферирани влакна, все по-широко използвани.
