1. Будова оптичних волокон
Аноптичне волокно(OF) — прозоре діелектричне волокно, яке використовується для направлення світла. Практичне оптичне волокно складається з кількох шарів прозорого носія, які зазвичай поділяються на три шари:
Ядро: Розташований у центрі волокна (діаметр 5~80 мкм), складається з -кремнезему високої чистоти, легованого невеликою кількістю легуючих добавок (наприклад, діоксиду германію, п’ятиоксиду фосфору) для збільшення його показника заломлення (n1). Для комунікаційних волокон діаметр серцевини становить 5~10 мкм (одномодове волокно) або 50~80 мкм (багатомодове волокно).
Облицювання: оточує серцевину (діаметр ~125 мкм), складається з -діоксиду кремнію високої чистоти з невеликою кількістю легуючих добавок (наприклад, триоксиду бору), призначених для зниження показника заломлення (n2), трохи нижчого, ніж у серцевини). Облицювання може бути одно-шаровим або багато-шаровим.
Покриття: Зовнішній шар (з акрилату, силіконової гуми або нейлону), який виконує захисну функцію. Він включає основне покриття та вторинне покриття (куртку). Після покриття зовнішній діаметр волокна становить приблизно 1,5 см.
2. Класифікація оптичних волокон
Існує 4 основні методи класифікації оптичних волокон; їх також можна класифікувати за складом (наприклад, кремнеземні волокна, фтор-вмісні волокна, пластикові волокна тощо).
(1) Класифікація за профілем показника заломлення поперечного-перерізу волокна
Поділяється наВолокно з індексом кроку (SIF)іВолокно з градуйованим індексом (GIF).
Волокно індексу кроку: Показники заломлення серцевини та оболонки однакові (позначаються \\(n_1\\) та \\(n_2\\) відповідно), зі ступінчастою зміною на межі розділу між серцевиною та оболонкою. Профіль показника заломлення виражається як:
Це була рання структура волокон, поступово замінена волокнами з градуованим індексом у багато-модових волокнах, але вона знову привернула увагу як основна структура в одномодових-волокнах.
Класифіковане індексне волокно: показник заломлення на осі сердечника (n1) є найбільшим, поступово зменшується вздовж радіального напрямку (за параболічним законом) і падає до показника заломлення оболонки (n2) на межі розділу-оболювання; показник заломлення оболонки однорідний (n2)
Профіль показника заломлення виражається як:
Де: g - експонента профілю показника заломлення; (a1) – радіус осердя; (Дельта) — відносна різниця показників заломлення
Функція: зменшує модальну дисперсію в багато-модових волокнах і збільшує пропускну здатність.
(2) Класифікація за кількістю режимів розповсюдження
Поділяється наБагато-модове волокно (MMF)іОдномодове волокно (SMF).
Багато-модове волокно: Для даної робочої довжини хвилі у волокні існує кілька режимів передачі. Профіль показника заломлення поперечного-перерізу може бути рівномірним (ступінчатий-багато-режим) або не-рівномірний (градуйований-багато-режим). Характеристики: погані характеристики передачі, вузька смуга пропускання, мала пропускна здатність.
Одномодове волокно: Для даної робочої довжини хвилі в волокні існує лише один режим передачі (основний режим) без різниці міжмодальних затримок. Характеристики: пропускна здатність набагато більша, ніж у багато-модових волокон, підходить для високо-швидкісної передачі.
(3) Класифікація за робочою довжиною хвилі
Поділяється наВолокна з короткою-довжиною хвилііВолокна з довгою-довжиною хвилі.
Волокна з короткою-довжиною хвилі: Довжина хвилі 0,6~0,9 мкм (типове значення 0,85 мкм), ранній продукт, який рідко використовується зараз.
Волокна з довгою-довжиною хвилі: Довжина хвилі 1,0~2,0 мкм (типові значення 1,31 мкм, 1,55 мкм). У цій смузі кремнеземні волокна мають низьке загасання та малу дисперсію матеріалу. Особливості: низьке загасання, широка смуга пропускання, придатна для-відстаней, великої-ємності зв’язку.
(4) Класифікація за типом оболонки
Поділяється наЩільні-буферні волокнаіПухкі-трубчасті волокна.
Щільні-буферні волокна: Вторинні та третинні покриття міцно з’єднані з основним покриттям, серцевиною та оболонкою. Недолік: температурні характеристики погіршуються після оболонки (матеріал оболонки має високий коефіцієнт розширення; низька-температурна усадка спричиняє мікровигин волокна, що збільшує загасання).
Пухкі-трубчасті волокна: Волокно з попереднім - покриттям нещільно розміщене в пластиковій трубці без вторинного або третинного покриття. Переваги: простий процес виробництва; кращі температурні-характеристики затухання та механічні властивості, ніж щільні-буферні волокна, які все ширше використовуються.
