发布时间：2015.12.27 新闻来源：重庆安享电缆有限公司 浏览次数：

 一，光纤的分类

光纤是光导纤维（OFOpticalFiber简称。但光通信系统中常常将 OpticalFibe光纤）又简化为 Fiber例如：光纤放大器（FiberAmplifier或光纤干线（FiberBackbon等等。有人忽略了Fiber虽有纤维的含义，但在光系统 中却是指光纤而言的因此，有些光产品的说明中，把fiber直译成“纤维”显然是不可取的

 

光纤实际是指由透明资料作成的纤芯和在周围采用比纤芯的折射率稍低的材 料作成的包层所被覆，并将射入纤芯的光信号，经包层界面反射，使光信号在纤芯 中传播前进的媒体。

光纤的种类很多，根据用途不同，所需要的功能和性能也有所差异。但对于有 线电视和通信用的光纤，其设计和制造的原则基本相同，诸如：①损耗小；②有一 定带宽且色散小；③接线容易；④易于成统；⑤可靠性高；⑥制造比拟简单；⑦价廉等。

光纤的分类主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法上 作一归纳的兹将各种分类举例如下。

1工作波长：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤（0.85pm1.3pm1.55pm

2折射率分布：阶跃（SI型、近阶跃型、渐变（GI型、其它如三角型、W型、凸起型等）

3传输模式：单模光纤（含偏振保持光纤、非偏振保持光纤）多模光纤。

4原材料：石英玻璃、多成分玻璃、塑料、复合资料（如塑料包层、液体纤芯等）红外资料等。按被覆资料还可分为无机资料（碳等）金属资料（铜、镍等）和塑料 等。

5制造方法：预塑有汽相轴向沉积（VA D化学汽相沉积（CVD等，拉丝法有 管律法（Rodintub和双坩锅法等。

 

二，石英光纤

以二氧化硅（SiO2为主要原料，并按不同的掺杂量，来控制纤芯和包层的折射率分布的光纤。石英（玻璃）系列光纤，具有低耗、宽带的特点，现在已广泛

应用于有线电视和通信系统。

掺氟光纤（FluorinDopeFiber为石英光纤的典型产品之一。通常，作为1.3Pm波域的通信用光纤中，控制纤芯的掺杂物为二氧化绪（GeO2包层是用SiO炸作成的但接氟光纤的纤芯，大多使用SiO2而在包层中却是掺入氟素的由于,瑞利散射损耗是因折射率的变化而引起的光散射现象。所以，希望形成折射率变动因素的掺杂物，以少为佳。

氟素的作用主要是可以降低SIO2折射率。因而，常用于包层的掺杂。由于掺氟光纤中，纤芯并不含有影响折射率的氟素掺杂物。由于它瑞利散射很小，而且损耗也接近理论的最低值。所以多用于长距离的光信号传输。

石英光纤（SilicaFiber与其它原料的光纤相比，还具有从紫外线光到近红外线光的透光广谱，除通信用途之外，还可用于导光和传导图像等领域。

 

三，红外光纤

作为光通信领域所开发的石英系列光纤的工作波长，尽管用在较短的传输距离，也只能用于2pm为此，能在更长的红外波长领域工作，所开发的光纤称为红外光纤。

红外光纤（InfrareOpticalFiber主要用于光能传送。例如有：温度计量、热图像传输、激光手术刀医疗、热能加工等等，普及率尚低。

 

四，复台光纤

复合光纤（CompoundFiberSiO2原料中，再适当混合诸如氧化钠（Na2O氧化硼（B2O2氧化钾（K2O2等氧化物的多成分玻璃作成的光纤，特点是多成

分玻璃比石英的软化点低且纤芯与包层的折射率差很大。主要用在医疗业务的光纤内窥镜。

 

五，氟化物光纤

氯化物光纤（FluoridFiber由氟化物玻璃作成的光纤。这种光纤原料又简称 ZBLA N即将氟化铝（ZrF4氰化钡（BaF2氟化镧（LaF3氟化铝

A1F2氰化钠（NaF等氯化物玻璃原料简化成的缩语。主要工作在210pm波长的光传输业务。

由于ZBLA N具有超低损耗光纤的可能性，正在进行着用于长距离通信光纤的可行性开发，例如：其理论上的最低损耗，3pm波长时可达10-2103dBkm而石英光纤在1.55pm时却在0.150.16dB/Km之间。

目前，ZBLA N光纤由于难于降低散射损耗，只能用在2.42.7pm温敏器和热

图像传输，尚未广泛实用。

最近，为了利用ZBLA N进行长距离传输，正在研制1.3pm掺错光纤放大器（PDFA

 

六，塑包光纤

塑包光纤（PlasticCladFiber将高纯度的石英玻璃作成纤芯，而将折射率比石英稍低的如硅胶等塑料作为包层的阶跃型光纤。与石英光纤相比较，具有纤芯租、数值孔径（NA 高的特点。因此，易与发光二极管LED光源结合，损耗也较小。所以，非常适用于局域网（LA N和近距离通信。

 

七，塑料光纤

这是将纤芯和包层都用塑料（聚合物）作成的光纤。早期产品主要用于装饰和导光照明及近距离光键路的光通信中。

原料主要是有机玻璃（PMMA 聚苯乙稀（PS和聚碳酸酯（PC损耗受到塑料固有的CH结合结构制约，一般每km可达几十dB为了降低损耗正在开发应用氟索系列塑料。由于塑料光纤（PlasticOpticalfiber纤芯直径为1000pm比单模石英光纤大100倍，接续简单，而且易于弯曲施工容易。近年来，加上宽带化的进度，作为渐变型（GI折射率的多模塑料光纤的发展受到社会的重视。最近,汽车内部LA N中应用较快，未来在家庭LA N中也可能得到应用。

 

八，单模光纤

这是指在工作波长中，只能传输一个传播模式的光纤，通常简称为单模光纤（SMFSinglModeFib目前，有线电视和光通信中，应用最广泛的光纤。由于，光纤的纤芯很细（约10pm而且折射率呈阶跃状分布，当归一化频率V参数＜2.4时，理论上，只能形成单模传输。另外，SMF没有多模色散，不只传输频带较多模光纤更宽，再加上SMF资料色散和结构色散的相加抵消，其合成特性恰好形成零色散的特性，使传输频带更加拓宽。

SMF中，因掺杂物不同与制造方式的差异有许多类型。凸起型包层光纤（DePr-essCladFiber其包层形成两重结构，邻近纤芯的包层，较外倒包层的折射率还低。另外，有匹配型包层光纤，其包层折射率呈均匀分布。

 

九，多模光纤

将光纤按工作彼长以其传播可能的模式为多个模式的光纤称作多模光纤（MMFMUltiModeFib纤芯直径为50pm由于传输模式可达几百个，与SMF相比传输带宽主要受模式色散支配。历史上曾用于有线电视和通信系统的短距离传输。自从呈现SMF光纤后，似乎形成历史产品。但实际上，由于MMF较SMF芯径大且与LED等光源结合容易，众多LA N中更有优势。所以，短距离通信领域中MMF仍在重新受到重视。MMF按折射率分布进行分类时,有：渐变（GI型和阶跃（SI型两种。GI型

折射率以纤芯中心为最高，沿向包层徐徐降低。从几何光学角度来看，纤芯中前进的光束出现以蛇行状传播。由于，光的各个路径所需时间大致相同。所以，传输容量较SI型大。SI型MMF光纤的折射率分布，纤芯折射率的分布是相同的但与包层的界面呈阶梯状。由于SI型光波在光纤中的反射前进过程中，发生各个光路径的时差，致使

射出光波失真，色激较大。其结果是传输带宽变窄，目前SI型MMF应用较少。

 

十，色散使移光纤

单模光纤的工作波长在1.3Pm时，模场直径约9Pm其传输损耗约0.3dBkm此时，零色散波长恰好在1.3pm处。石英光纤中，从原材料上看1.55pm段的传输损耗最小（约0.2dBkm由于现在已经实用的掺铒光纤放大器（EDFA 工作在1.55pm波段的如果在此波段也能实现零色散，就更有利于应用1.55Pm波段的长距离传输。

于是巧妙地利用光纤资料中的石英资料色散与纤芯结构色散的合成抵消特性，就可使原在1.3Pm段的零色散，移位到1.55pm段也构成零色散。因此，被命名为色散位移光纤（DSFDispersionShiftFiber加大结构色散的方法，主要是纤芯的折射率分布性能进行改善。光通信的长距离传输中，光纤色散为零是重要的但不是唯一的其它性能还有损耗小、接续容易、成缆化或工作中的特性变化小（包括弯曲、拉伸和环境变化影响）DSF就是设计中，综合考虑这些因素。

 

十一 色散平坦光纤

色散移位光纤（DSF将单模光纤设计零色散位于1.55pm波段的光纤。而色散平坦光纤（DFFDispersFlattenFiber却是将从1.3Pm1.55pm较宽波段的色散，都能作到很低，几乎达到零色散的光纤称作DFF由于DFF要作到1.3pm1.55pm范围的色散都减少。就需要对光纤的折射率分布进行复杂的设计。不过这种光纤对于波分复用（WDM线路却是很适宜的由于DFF光纤的工艺比拟复杂，费用较贵。今后随着产量的增加，价格也会降低。

 

十二 色散补偿光纤

对于采用单模光纤的干线系统，由于多数是利用1.3pm波段色散为零的光纤构成的可是现在损耗最小于1.55pm由于EDFA 实用化，如果能在1.3pm零色散的光纤上也能令1.55pm波长工作，将是非常有益的因为，1.3Pm零色散的光纤中，1.55Pm波段的色散约有16pkmnm之多。如果在此光纤线路中，拔出一段与此色散符号相反的光纤，就可使整个光线路的色散为零。为此目的所用的光纤则称作色散补偿光纤（DCFDisPersCompe-

nsationFiberDCF与标准的1.3pm零色散光纤相比，纤芯直径更细，而且折射率差也较大。DCF也是WDM光线路的重要组成局部。

 

十三 偏派保持光纤

光纤中传播的光波，因为具有电磁波的性质，所以，除了基本的光波单一模式之外，实质上还存在着电磁场（TETM分布的两个正交模式。通常，由于光纤截面的结构是圆对称的这两个偏振模式的传达常数相等，两束偏振光互不干涉。但实际上，光纤不是完全地圆对称，例如有着弯曲局部，就会呈现两个偏振模式之间的结合因素，光轴上呈不规则分布。偏振光的这种变化造成的色散，称之偏振模式色散（PMD对于现在以分配图像为主的有线电视，影响尚不太大。但对于一些未来超宽带有特殊要求的业务，如：①相干通信中采用外差检波，要求光波偏振更稳定时；②光机器等对输入输出特性要求与偏振相关时；③在制作偏振坚持光耦合器和偏振器或去偏振器等时；④制作利用光干涉的光纤敏感器等，凡要求偏振波保持恒定的情况下，对光纤经过改进使偏振状态不变的光纤称作偏振保持光纤（PMFPolarMaintainfiber也有称此为固定偏振光纤的

 

十四 双折射光纤

双折射光纤是指在单模光纤中，可以传输相互正交的两个固有偏振模式的光纤而言。因为，折射率随偏报方向变异的现象称为双折射。造成双折射的方法中。又称作PA NDA 光纤，即偏振坚持与吸收减少光纤（Polarmaintai-nANDAbsorptionreducfiber纤芯的横向两则，设置热膨胀系数大、截面是圆形的玻璃局部。高温的光纤拉丝过程中，这些局部收缩，

其结果在纤芯y方向发生拉伸，同时又在x方向出现压缩应力。致使纤材呈现光弹性效应，使折射率在X方向和y方向呈现差别。依此原理达到偏振保持恒定。

 

十五 抗恶环境光纤

通信用光纤通常的工作环境温度可在-40＋60℃之间，设计时也是以不受大量辐射线照射为前提的相比之下，对于更低温或更高温以及能遭受高压或外力影响、曝晒辐射线的恶劣环境下，也能工作的光纤则称作抗恶环境光纤（HardConditResistFiber一般为了对光纤外表进行机械维护，多涂覆一层塑料。可是随着温度升高，塑料维护功能有所下降，致使使用温度也有所限制。如果改用抗热性塑料，如聚四氟乙稀（Teflon等树脂，即可工作在300℃环境。也有在石英玻璃外表涂覆

镍（Ni和铝（A1等金属的这种光纤则称为耐热光纤（HeatResistFib-er

另外，当光纤受到辐射线的照射时，光损耗会增加。这是因为石英玻璃遇到辐射线照射时，玻璃中会呈现结构缺陷（也称作色心：ColourCenter尤在0.40.7pm波长时损耗增大。防止方法是改用掺杂OH或F素的石英玻璃，就能抑制因辐射线造成的损耗缺陷。这种光纤则称作抗辐射光纤（RadiatResista-ntFiber多用于核发电站的监测用光纤维镜等。

 

十六 密封涂层光纤

为了坚持光纤的机械强度和损耗的长时间稳定，而在玻璃外表涂装碳化硅 SiC碳化钛（TiC碳（C等无机材料，用来防止从外部来的水和氢的扩散所制造的光纤（HCFHermeticallyCoFiber目前，通用的化学气相沉积（CVD法生产过程中，用碳层高速堆积来实现充沛密封效应。这种碳涂覆光纤（CCF能有效地截断光纤与外界氢分子的侵入。据报道它室温的氢气环境中可维持20年不增加损耗。当然，防止水分侵入延缓机械强度的疲劳进程，其疲劳系数（FatiguParamet可达200以上。所以，HCF被应用于严酷环境中要求可靠性高的系统，例如海底光缆就是一例。

 

十七 碳涂层光纤

石英光纤的外表涂敷碳膜的光纤，称之碳涂层光纤（CCFCarbonCoatFiber其机理是利用碳素的致密膜层，使光纤外表与外界隔离，以改善光纤的机械疲劳损耗和氢分子的损耗增加。CCF密封涂层光纤（HCF一种。

 

十八 金属涂层光纤

金属涂层光纤（MetalCoatFiber光纤的外表涂布NiCuA1等金属层的光纤。也有再在金属层外被覆塑料的目的于提高抗热性和可供通电及焊接。抗恶环境性光纤之一，也可作为电子电路的部件用。早期产品是拉丝过程中，涂布熔解的金属作成的由于此法因被玻璃与金属的膨胀系数差别太大，会增微小弯曲损耗，实用化率不高。近期，由于在玻璃光纤的外表采用低损耗的非电解镀膜法的胜利，使性能大有改善。

 

十九 掺稀土光纤

光纤的纤芯中，掺杂如何（Er钦（Nd谱（Pr等稀土族元素的光纤。1985年英国的索斯安普顿（Sourthampton大学的佩思（Payn等首先发现掺杂稀土元素的光纤（RareEarthDoPeFiber有激光振荡和光放大的现象。于是从此揭开了惨饵等光放大的面纱，现在已经实用的1.55pmEDFA 就是利用掺饵的单模光纤，利用1.47pm激光进行激励，得到1.55pm光信号放大的另外，掺错的氟化物光纤放大器（PDFA 正在开发中。

 

二十 喇曼光纤

喇曼效应是指往某物质中射人频率f单色光时，散射光中会出现频率f之外的f±fRf±2fR等频率的散射光，对此现象称喇曼效应。由于它物质的分子运动与格子运动之间的能量交换所产生的当物质吸收能量时，光的振动数变小，对此散射光称斯托克斯（stoke线。反之，从物质得到能量，而振动数变大的散射光，则称反斯托克斯线。于是振动数的偏差FR反映了能级，可显示物质中固有的数值。利用这种非线性媒体做成的光纤，称作喇曼光纤（RFRamanFiber

为了将光封闭在细小的纤芯中，进行长距离传达，就会呈现光与物质的相互作用效应，能使信号波形不畸变，实现长距离传输。当输入光增强时，就会获得相干的感应散射光。应用感应喇曼散射光的设备有喇曼光纤激光器，可供作分光丈量电源和光纤色散测试用电源。另外，感

应喇曼散射，光纤的长距离通信中，正在研讨作为光放大器的应用。

 

二十一 偏心光纤

规范光纤的纤芯是设置在包层中心的纤芯与包层的截面形状为同心圆型。但因用途不同，也有将纤芯位置和纤芯形状、包层形状，作成不同状态或将包层穿孔形成异型结构的相对于标准光纤，称这些光纤叫异型光纤。

偏心光纤（ExcentricCoreFiber异型光纤的一种。其纤芯设置在偏离中心且接近包层外线的偏心位置。由于纤芯靠近外表，局部光场会溢出包层传播（称此为渐消彼，EvanescWave

因此，当光纤外表附着物质时，因物质的光学性质在光纤中传播的光波受到影响。如果附着物质的折射率较光纤高时，光波则往光纤外辐射。若附着物质的折射率低于光纤折射率时，光波不能往外辐射，却会受到物质吸收光波的损耗。利用这一现象，就可检测有无附着物质以及折射率的变化。

偏心光纤（ECF主要用作检测物质的光纤敏感器。与光时域反射计（OTDR测试法组合一起，还可作分布敏感器用。

 

二十二 发光光纤

采用含有荧光物质制造的光纤。受到辐射线、紫外线等光波照射时，发生的荧光一部分，可经光纤闭合进行传输的光纤。

发光光纤（LuminescFiber可以用于检测辐射线和紫外线，以及进行波长变换，或用作温度敏感器、化学敏感器。辐射线的检测中也称作闪光光纤（ScintilFiber

发光光纤从荧光资料和掺杂的角度上，正在开发着塑料光纤。

 

二十三 多芯光纤

通常的光纤是由一个纤芯区和围绕它包层区构成的但多芯光纤（MultiCoreFiber却是一个共同的包层区中存在多个纤芯的由于纤芯的相互接近水平，可有两种功能。

其一是纤芯间隔大，即不发生光耦会的结构。这种光纤，由于能提高传输线路的单位面积的集成密度。光通信中，可以作成具有多个纤芯的带状光缆,而在非通信领域，作为光纤传像束，有将纤芯作成不计其数个的

其二是使纤芯之间的距离靠近，能发生光波耦合作用。利用此原理正在开发双纤芯的敏感器或光回路器件。

 

二十四 空心光纤

将光纤作成空心，形成圆筒状空间，用于光传输的光纤，称作空心光纤 HollowFiber

空心光纤主要用于能量传送，可供X射线、紫外线和远红外线光能传输。空心光纤结构有两种：一是将玻璃作成圆筒状，其纤芯与包层原理与阶跃型相同。利用光在空气与玻璃之间的全反射传播。由于，光的大部分可在无损耗的空气中传播，具有一定距离的传达功能。二是使圆筒内面的反射率接近1以减少反射损耗。为了提高反射率，有在简内设置电介质，使工作波长段损耗减少的例如可以作到波长10.6pm损耗达几dBm

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