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1、123章內(nèi)容章內(nèi)容45n工作波長工作波長:短波長光纖、長波長光纖和超長波長光纖。:短波長光纖、長波長光纖和超長波長光纖。 短波長光纖是指短波長光纖是指0.80.80.9m0.9m的光纖;長波長光纖是指的光纖;長波長光纖是指1.01.01.7m1.7m的光纖;的光纖;而超長波長光纖則是指而超長波長光纖則是指2m2m以上的光纖。以上的光纖。 n折射率折射率:階躍型、漸變型和其它型(如三角型、:階躍型、漸變型和其它型(如三角型、WW型、凹陷型)型、凹陷型) n傳輸模式傳輸模式:單模(:單模( SMSM)光纖(偏振保持光纖、非偏振保持光纖)和多模()光纖(偏振保持光纖、非偏振保持光纖)和多模(MMMM

2、)光纖兩種。光纖兩種。 兩者的區(qū)別在于纖芯的尺寸和纖芯包層相對折射率差。兩者的區(qū)別在于纖芯的尺寸和纖芯包層相對折射率差。n原材料原材料:石英光纖石英光纖:主要由高純度石英制成,傳輸損耗很低。主要用于光纖通信,:主要由高純度石英制成,傳輸損耗很低。主要用于光纖通信,是目前用量最大的光纖。是目前用量最大的光纖。 多組分玻璃光纖多組分玻璃光纖:主要由特殊的光學玻璃制成。傳輸損耗較大。主要用于傳光束、:主要由特殊的光學玻璃制成。傳輸損耗較大。主要用于傳光束、傳像束、扭像器及纖維面板等。傳像束、扭像器及纖維面板等。 塑料光纖塑料光纖:玻璃芯和塑料包層組成,或者塑料芯和塑料包層組成,后者較常用。價:玻璃芯

3、和塑料包層組成,或者塑料芯和塑料包層組成,后者較常用。價格低廉,彈性好,適合要求彈性的系統(tǒng),但損耗大。常用于短距離計算機通信。不格低廉,彈性好,適合要求彈性的系統(tǒng),但損耗大。常用于短距離計算機通信。不適合高溫、長距離應用。適合高溫、長距離應用。 液芯光纖:液芯光纖:把石英管拉制成毛細管的尺寸,然后用四氯乙烯或其它液體填充而制成。把石英管拉制成毛細管的尺寸,然后用四氯乙烯或其它液體填充而制成。它是它是7070年代制成的光纖,目前在一些特殊用途(如光纖傳感)中仍有采用。年代制成的光纖,目前在一些特殊用途(如光纖傳感)中仍有采用。n制造方法制造方法:有外汽相沉積法(:有外汽相沉積法(OVDOVD)、

4、汽相軸向沉積法()、汽相軸向沉積法(VADVAD)、改進汽相沉積)、改進汽相沉積法(法(MCVDMCVD)和等離子體化學汽相沉積工藝()和等離子體化學汽相沉積工藝(PCVDPCVD)等)等 。678910 保護光纖固有機械強度的方法,通常是采用塑料被覆和應力篩選。光纖從高溫拉制出來后,要立即用軟塑料(例如紫外固化的丙烯酸樹脂)進行一次被覆和應力篩選,除去斷裂光纖,并對成品光纖用硬塑料(例如高強度聚酰胺塑料)進行二次被覆。 即使進行應力篩選,軟塑料一次被覆光纖的機械強度, 對于成纜的要求還是不夠的。因此要用硬塑料進行二次被覆。 二次被覆光纖有緊套、松套、大套管和帶狀線光纖四種。11緊套一次被覆光

5、纖松套大套管一次被覆光纖帶狀線(a)(b)(c)(d)12 光纜一般由纜芯和護套兩部分組成, 有時在護套外面加有鎧裝。 1. 1. 纜芯纜芯 纜芯通常包括被覆光纖(或稱芯線)和加強件兩部分。被覆光纖是光纜的核心,決定著光纜的傳輸特性。加強件起著承受光纜拉力的作用,通常處在纜芯中心,有時配置在護套中。 加強件通常用楊氏模量大的鋼絲或非金屬材料例如芳綸纖維(Kevlar)做成。 光纜類型多種多樣,根據(jù)纜芯結構的特點,光纜可分為四種基本型式。 13填充油膏緊套光纖中心加強件包帶鋁縱包PE護層(a)填充繩(聚乙烯)第一單元松套管(6芯)第二單元松套管(6芯)包帶皺紋鋼帶PE層尼龍12外護層中心加強件填

6、充油膏(b)PE外護層皺紋鋼帶塑料骨架中心加強件緊套光纖(c)PE外護層鋁縱包鋼絲(分散加強)高強度塑料光纖束管648 芯光纖(d)外護層金屬加強件塑料繞包帶帶狀光纖單元帶狀線(e)單根金屬加強件高密度PE護層開索鄒紋鋼護套防潮層高強度塑料束管448 芯光纖(f)內(nèi)金屬或高強度塑料線光纖光纖或聚乙烯填充線聚乙烯銅管聚乙烯聚丙烯內(nèi)層鋼絲鎧裝外層鋼絲鎧裝(g)隔熱襯材光纖高強度塑料線鋁管鋁扇形體鋁包鋼線(h)光纖塑料14152. 護套護套 護套起著對纜芯的機械保護和環(huán)境保護作用,要求具有良好的抗側(cè)壓力性能及密封防潮和耐腐蝕的能力。護套通常由聚乙烯或聚氯乙烯(PE或PVC)和鋁帶或鋼帶構成。不同使用

7、環(huán)境和敷設方式對護套的材料和結構有不同的要求。根據(jù)使用條件,光纜又可以分為許多類型。 一般光纜有室內(nèi)光纜、架空光纜、埋地光纜和管道光纜等。 特種光纜常見的有:電力網(wǎng)使用的架空地線復合光纜(OPGW),跨越海洋的海底光纜,易燃易爆環(huán)境使用的阻燃光纜以及各種不同條件下使用的軍用光纜等。 16 光纜的傳輸特性取決于被覆光纖。對光纜機械特性和環(huán)境特性的要求由使用條件確定。光纜生產(chǎn)出來后,對這些特性的主要項目,例如拉力、壓力、扭轉(zhuǎn)、彎曲、沖擊、振動和溫度等, 要根據(jù)國家標準的規(guī)定做例行試驗。成品光纜一般要求給出下述特性,這些特性的參數(shù)都可以用經(jīng)驗公式進行分析計算, 這里我們只作簡要的定性說明。 拉力特性

8、拉力特性 光纜能承受的最大拉力取決于加強件的材料和橫截面積, 一般要求大于1 km光纜的重量,多數(shù)光纜在100400 kg范圍。 172. 2. 壓力特性壓力特性 光纜能承受的最大側(cè)壓力取決于護套的材料和結構,多數(shù)光纜能承受的最大側(cè)壓力在100400 kg/10 cm。 3. 3. 彎曲特性彎曲特性 彎曲特性主要取決于纖芯與包層的相對折射率差以及光纜的材料和結構。實用光纖最小彎曲半徑一般為2050 mm, 光纜最小彎曲半徑一般為200500 mm,等于或大于光纖最小彎曲半徑。在以上條件下,光輻射引起的光纖附加損耗可以忽略,若小于最小彎曲半徑,附加損耗則急劇增加。 4. 4. 溫度特性溫度特性

9、光纖本身具有良好的溫度特性。光纜溫度特性主要取決于光纜材料的選擇及結構的設計采用松套管二次被覆光纖的光纜溫度特性較好。溫度變化時,光纖損耗增加,主要是由于光纜材料(塑料)的熱膨脹系數(shù)比光纖材料(石英)大23個數(shù)量級,在冷縮或熱脹過程中,光纖受到應力作用而產(chǎn)生的。在我國,對光纜使用溫度的要求,一般在低溫地區(qū)為-40 +40 , 在高溫地區(qū)為-5 +60 。 1819121sin (/)cnn2211sinsinnn20210111sinsincosannn1c21sin/cnn22210sinnnna22222120121121sin222annNAnnnnnn222121()/2nnn 121

10、nnn 2223cLnncL1102212111maxsincnLnnncLnncLc211221112210maxmax2NAcnLcLnnnncLncLncnLn2411112132nnnnn2521221)0()(arnrnhArnrnsec)0()( )12sinzAZa262728knncn/2/1kn2kn12knknkneff/12nnneffeffncv 293031LP模模傳統(tǒng)模式傳統(tǒng)模式LP01HE11LP11HE21 ,TE01 ,TM01 LP21HE31 ,EH11 LP02HE12LP31HE41,EH21LP12HE22 ,TE02 ,TM02LP1mHE2m ,TE0m ,TM0mLPlm( l0或或1)HEl+1,m ,EHl-1,m3222212121nannaV332221

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