光導纖維的種類及其應用

1、光導纖維的種類及其應用光導纖維的種類及其應用1PPT制作：駱?gòu)I論文撰寫：陳寶儀v 光導纖維是指光以波導方式在其中傳輸?shù)墓鈱W介質(zhì)材料2提綱發(fā)現(xiàn)及原理1光導纖維的種類2光導纖維的應用3前景展望431、發(fā)現(xiàn) 1870年，英國著名的物理學家丁鐸爾在暗室里做試驗，一股水流從容器的側(cè)壁孔中向外流出。當人們從側(cè)壁給水照明時，驚奇地發(fā)現(xiàn)，本來直線傳播的光，現(xiàn)在竟沿著這股彎曲的水流在耀動，變得彎曲了。 4v 2、原理 光能夠在玻璃纖維或塑料纖維中傳遞是利用光在折射率不同的兩種物質(zhì)的交界面處產(chǎn)生“”作用的原理。v 3、結(jié)構(gòu) 光纖主要由芯線和包層兩部分組成。內(nèi)芯具有高折射率，包層是低折射率，最外面為塑料護套。這樣光

2、在芯線與包層的界面上作多次全反射而曲折前進，不會透過界面。 51、按材質(zhì)組成：2、按工作波長：紫外、可見、近紅外及紅外光導纖維。 3、按折射率：階躍型、近階躍型、漸變及其他光導纖維。 4、按傳輸模式：單模光纖、多模光纖。 5、按應用：通信光纖、傳感光纖、傳光光纖、激光光纖、紅外光纖等。 6（一）玻璃光纖v 主要應用于較長距離的光通信領域，取代同軸電纜和微波通信，它又可分為石英光纖、氟化玻璃光纖和硫化玻璃光纖等。石英光纖氟化物保編光纖7v 1、硫化玻璃光纖 硫化物玻璃光纖具有較寬的紅外透明區(qū)域(1.2-12m)，有利于多信道的復用。 硫化物玻璃有較低的結(jié)晶趨勢和高機械化學穩(wěn)定性，適 合作有源和無

3、源光纖器件。 硫化玻璃光纖8硫化物玻璃光纖具有很大的非線性系數(shù)，用它制作的非線性器件，可以有效地提高光開關的速率，開關速率可以達到數(shù)百Gb/s以上.哈哈，你不知道吧v 2、重金屬氧化物玻璃光纖 重金屬氧化物玻璃光纖是以GeO2、La2O3、TeO3和GO- AL2O3等玻璃為基礎的光纖。 重金屬氧化物玻璃光纖聲子具有聲子能量小、紅外透過范圍廣、稀土摻雜濃度高、非線性折射率高等優(yōu)點，在光纖放大器、非線性光纖等方面得到了 廣泛研究與應用。增益可調(diào)摻鉺光纖放大器微型摻鉺光纖放大器9（二）塑料光纖（POF）v 塑料光纖(Polymer Optical Fiber，簡寫POF)是由高折射率的聚合物材料為

4、纖芯和低折射率的聚合物材料為包層所構(gòu)成的光纖。10塑料光纖之v 1、低損耗塑料光纖 由于聚甲基丙烯酸甲酯 （PMMA)中的損耗主要取決于和，其損耗不能顯著降低。 用氘取代CH中的H是降低損耗的重要途徑，氘化的主要作用是降低分子振動吸收，。 由于氘化單體的聚合速率較緩慢，聚合物的內(nèi)應力小，所以氘化也能降低瑞利散射。低損耗PMMA塑料光纖11塑料光纖之v 2、耐熱塑料光纖 普通的塑料光纖耐熱性不高，一般在80以下，而無機光纖至少可在的溫度下使用。12塑料光纖之v 3、耐濕塑料光纖 塑料光纖容易吸潮，而水能增強芯材聚合物CH的振動吸收，使光纖的損耗增大。 將、和引入芯材聚合物中，能提高塑料光纖的耐濕

5、性。另外，也可以改善塑料光纖的耐濕性。13塑料光纖之v 4、熒光塑料光纖 熒光塑料光纖是在芯材中摻入一定量的熒光劑，其入射斷面輸入特定波長的光，這種光為熒光劑所吸收，然后發(fā)出另一特定波長的光，由塑料光纖出射端面輸出。 熒光塑料光纖可制成特殊的光纖傳感器，也可制作成功率放大器。14塑料光纖之v 5、非線性塑料光纖 制作：采用偶極性有機材料同芯材混合，用垂直機頭牽引擠出成型，并在靠近模頭處設置高強直流電場，這樣處于黏流態(tài)聚合物中的偶極性有機物獲取電場取向，隨著黏流態(tài)聚合物的冷卻成型，非線性有機材料偶極取向固定，從而獲得非線性塑料光纖。 應用：這種非線性塑料光纖可制作成電光及非線性光學器件，是一種新

6、型的塑料光纖。15（三）特種光纖v 1、偏振保持單模光纖 偏振保持光纖，指能使輸入該光纖的獨立、穩(wěn)定地在光纖中傳輸?shù)囊环N單模光纖。單偏振態(tài)空氣包層光子晶體光纖偏振切換器16特種光纖之v 2、大芯徑大數(shù)值孔徑光纖 芯徑和數(shù)值孔徑大于標稱值，即芯徑大于625微米、數(shù)值孔徑大于023微米的光纖。 特點：損耗大、帶寬低。光纖內(nèi)窺鏡槍用光纖傳像瞄準鏡17特種光纖之-v 3、液芯光纖 采用液體材料作為芯、聚合物材料作為光學包層和保護層的光纖。 特點：大芯徑、大數(shù)值孔徑、光譜傳輸范圍廣、光譜傳輸效率高、使用壽命長等。液體光導管18特種光纖之-v 4、光子晶體光纖 光子晶體光纖(Photonic Crysta

7、l Fibers , PCF)又被稱為微結(jié)構(gòu)光纖（Micro-Structured Fibers, MSF)。 它的橫截面上有較復雜的折射率分布，通常含有不同排列形式的氣孔，這些氣孔的尺度與光波波長大致在同一量級且貫穿器件的整個長度，光波可以被限制在低折射率的光纖芯區(qū)傳播。19三、光導纖維的應用 傳輸衰減小,距離長; 傳輸頻帶寬,通信容量大;特點 抗電磁干擾,傳輸質(zhì)量好; 體積小,重量輕,便于施工; 原材料豐富,節(jié)約有色金屬,環(huán)保; 20用于局域網(wǎng)，城域網(wǎng)的光纖線路v 1、通信領域21制備長距離的光纖線路光導纖維應用之-v 2、醫(yī)學領域 光導纖維可以用于食道直腸膀胱子宮胃等深部探查內(nèi)窺鏡（胃鏡

8、血管鏡等）的光學組件和不必切開皮肉直接插入身體內(nèi)部，切除癌瘤組織的外科手術(shù)激光刀，即由光導纖維將激光傳遞至手術(shù)部位。 光纖內(nèi)窺鏡22光導纖維的應用之-v 3、照明和光能傳送領域 利用光導纖維進短距離可以實現(xiàn)一個光源多點照明，光纜照明。還可用于易燃易爆潮濕和腐蝕性強的環(huán)境中不宜架設輸電線及電氣照明的地方作為安全光源。 23光導纖維的應用之-v 4、國防軍事領域 可以用光導纖維來制成纖維光學潛望鏡，裝備在潛艇、坦克和飛機上，用于偵察復雜地形或深層屏蔽的敵情。 24光導纖維的應用之-v 5、工業(yè)領域 可傳輸激光進行機械加工； 制成各種傳感器用于測量壓力、溫度、流量、位移、光澤、顏色、產(chǎn)品缺陷等； 也可用于工廠自動化、辦公自動化、機器內(nèi)及機器間的信號傳送、光電開關、光敏組件等。飛秒光纖激光器光纖光柵壓力傳感器25光導纖維的應用之-v 6、其他領域 還可用于火車站、機場、廣場、證券交易場所等大型顯示屏幕，短距離通訊和數(shù)據(jù)傳輸，將光電池纖維布與光導纖維布巧妙地結(jié)合在一起可制成夜間放光的夜行衣。 光纖顯示屏26四、前景展望 等等。27光纖通信 超大容量、超長距離傳輸技術(shù)在未來跨海光傳輸系統(tǒng)中有廣闊的應用