第2章光纖和光纜

1、第二章 光纖和光纜光纖和光纜第二章第二章 光纖和光纜光纖和光纜2-1 光纖的結(jié)構(gòu)光纖的結(jié)構(gòu)*光纖是橫截面積很小的可撓透明長絲，它在長距離內(nèi)具光纖是橫截面積很小的可撓透明長絲，它在長距離內(nèi)具有束縛和傳輸光的作用。有束縛和傳輸光的作用。*光纖是由纖芯、包層、涂敷層構(gòu)成，如圖光纖是由纖芯、包層、涂敷層構(gòu)成，如圖2.1。 第二章 光纖和光纜光纖和光纜第二章 光纖和光纜光纖和光纜*纖芯是由高透明度的材料制成的。*包層的折射率 略小于纖芯，從而造成一種光波導(dǎo)效應(yīng)，使大部分的電磁場被束縛在纖芯中傳輸。*涂敷層的作用是保護(hù)光纖不受水汽的侵蝕和機械的擦傷，同時又增加光纖的柔韌性。*為加強機械強度，可進(jìn)行二次被覆

2、。1、緊包式 ： 2、松套式：以減小外界應(yīng)力及溫度影響。*涂敷層外，往往加有塑料外套。第二章 光纖和光纜光纖和光纜4光纖幾何尺寸光纖幾何尺寸 芯徑芯徑 單模光纖：單模光纖： 10um; 21nnn 121sinnnn121sinnncCC 21nnn 21nn 12sinnn第二章 光纖和光纜光纖和光纜3、子午線的分析、子午線的分析 攜帶信息的光波，在光纖的纖芯中，由纖芯和包層的界面引導(dǎo)前進(jìn)，這種波稱為導(dǎo)波。因此分析纖芯中的子午線，實際上就是要討論什么樣的子午線才能在纖芯中形成導(dǎo)波。顯然，必須是能在纖芯界面上產(chǎn)生全反射的子午線。 光纖剖面上的子午射線如圖2.7所示，一條光線射到光纖端面的中心，

3、它和法線之間的夾角即是入射角，光線從空氣射向光纖端面時，遇到了兩種不同介質(zhì)的交界面，即發(fā)生折射。第二章 光纖和光纜光纖和光纜第二章 光纖和光纜光纖和光纜 由于 ，光線是由光疏媒質(zhì)射向光密媒質(zhì),折射線應(yīng)靠近法線而折射，這時光線在纖芯內(nèi)沿角度 的方向前進(jìn)。當(dāng)光線射到纖芯與包層交界面時，入射角 ，只有當(dāng) 時，才可能發(fā)生全反射。 稱為臨界角， n：相對折射率 因此，即要求 或 根據(jù)折射定律：121sinnnc10nn211CC1211sinnn121sinnn11101210cos)90sin(sinsinnnnn第二章 光纖和光纜光纖和光纜則： 為了在纖芯中產(chǎn)生全反射， 必須大于 ，由圖可見，若 增

4、大， 必須減小，則外面激發(fā)的射入角必須減小， 上式即為：由于n0=1，則 。*因此，只要滿足*式，均可能在纖芯中形成導(dǎo)波。（即滿足了全反射條件）1201101sin1cossinnnnn21201)(1sinnnnn1C122221sinnn第二章 光纖和光纜光纖和光纜第二章 光纖和光纜光纖和光纜4、數(shù)值孔徑的概念、數(shù)值孔徑的概念 由上面分析可知，并不是由光源射出的全部光線都能在纖芯中形成導(dǎo)波，只有滿足*式條件的子午線才可以在纖芯中形成導(dǎo)波，這時就認(rèn)為，這些子午線被光纖“捕捉”到了。 表示光纖捕捉光射線能力的物理量，被定義為光纖的表示光纖捕捉光射線能力的物理量，被定義為光纖的數(shù)值孔徑，用數(shù)值孔

5、徑，用 表示。表示。 式中，max：光纖纖芯所能捕捉的射線的最大射入角。只要射入角小于max的射線均被光纖所捕捉。 數(shù)值孔徑數(shù)值孔徑 越大，光纖捕捉射線的能力就越強，由越大，光纖捕捉射線的能力就越強，由于弱導(dǎo)波光纖的相對折射指數(shù)差很小，因此其于弱導(dǎo)波光纖的相對折射指數(shù)差很小，因此其 也不大。也不大。2sin12221maxnnnNAANANAN第二章 光纖和光纜光纖和光纜第二章 光纖和光纜光纖和光纜 由漸變型光纖的剖面折射指數(shù)分布，圖2.9可以看出：纖芯的折射指數(shù)沿半徑r是變化的，隨r的上升而下降，即是r的函數(shù)，而包層中是均勻的。 下面，仍將研究漸變型光纖中的子午線，以及用射線分析。怎樣在漸變

6、光纖中，得到最佳折射指數(shù)分布。 二、漸變型光纖光射線的理論分析二、漸變型光纖光射線的理論分析第二章 光纖和光纜光纖和光纜1、漸變型光纖中的子午線 漸變型光纖中的射線，也分子午線和斜射線兩種。由于斜射線的情況比較復(fù)雜，我們討論子午線。 如前所敘，子午線是限制于光纖的子午面上，階躍光纖中的子午線是過軸線的直線。而漸變型光纖，由于纖芯中的折射指數(shù)n1是隨半徑r變化的，因此，子午線不是直線而是曲線，它是靠折射原理將子午線限制在芯子中，沿軸線傳播（如圖2.10）。第二章 光纖和光纜光纖和光纜 由于芯子中的 隨r的增加而減小，因此在軸線處， 最大，即 = ，而在芯子和包層的交界面處折射率指數(shù) = ，設(shè)入射

7、點處ro=0，入射角為，此時的法線即為軸線。當(dāng)進(jìn)入纖芯后的射線，由于折射指數(shù) 是 ，因此光射線相當(dāng)于是從光密媒質(zhì)射向光疏媒（質(zhì)）介，此時法垂直于軸線，則射線應(yīng)離開法線而折射。 當(dāng)?shù)竭_(dá)rm點后，射線幾乎與軸線平行，而后射線又由光疏媒質(zhì)射向光密媒質(zhì)，射線又靠近法線而折射，這樣形成了一條按周期變化的曲線，也就是不同入射條件的子午線，在芯子中將有不同軌跡的折射曲線。1n1n)0(nmaxn2n)(an1nmaxn2n第二章 光纖和光纜光纖和光纜2、子午線的進(jìn)行軌跡 由于漸變型光纖芯子中的折射指數(shù)隨半徑r變化。因此，可以將纖芯分成若干個折射指數(shù)不同的介質(zhì)。如圖2.11： 各層的折射指數(shù)為 、 、n3、，

8、而且 n31n2n1n2n第二章 光纖和光纜光纖和光纜 一射線在光纖端面的ro點射入，射線的軸向角為zo，入射點的折射指數(shù)為no，當(dāng)射線射到層介質(zhì)時，入射角1=90- zo，隨著n(r)的減小，軸向角zo逐漸減小，而相應(yīng)的向各層介質(zhì)入射光的入射角將逐漸增大，當(dāng)射線達(dá)到rm點時，zo0，這時90在這一點，射線和軸線幾乎平行，可以看出，射線軌跡與芯子中折射率分布n(r)有關(guān)，也和射線的入射條件（no、ro、zo）有關(guān)。第二章 光纖和光纜光纖和光纜3、漸變型光纖的最佳折射指數(shù)分布(03#) 在漸變型光纖中，由于芯子和折射指數(shù)分布不均勻，因在漸變型光纖中，由于芯子和折射指數(shù)分布不均勻，因此光射線的軌跡

9、將不再是直線而是曲線，當(dāng)射線的起始條此光射線的軌跡將不再是直線而是曲線，當(dāng)射線的起始條件不同時，將有不同的軌跡存在。件不同時，將有不同的軌跡存在。 如果選用合適的如果選用合適的n(r)分布，就有可能使芯子中的不同射分布，就有可能使芯子中的不同射線，以同樣的軸向速度前進(jìn)，從而可減小光纖中的模式色線，以同樣的軸向速度前進(jìn)，從而可減小光纖中的模式色散。散。 關(guān)于模色散問題，后面專門討論，這里給出一般描述。 第二章 光纖和光纜光纖和光纜 光功率以脈沖形式注入光纖后，將分布在光纖內(nèi)所有模式之中，而不同模式沿著不同軌跡傳輸。每個模式的軸向傳輸速度不同，于是它們在相同的光纖長度上，到達(dá)某一點所需的時間不同，

10、從而使得沿光纖行進(jìn)的脈沖，在時間上展寬，這種色散稱為模式色散。 而漸變型光纖，正是利用了n隨r變化的特點，消除了模式色散，這種可以消除模式色散的n(r)分布，稱為最佳折射指數(shù)分布最佳折射指數(shù)分布。(播放2-06 Flash) （02）第二章 光纖和光纜光纖和光纜4、漸變型光纖的本地數(shù)值孔徑 在階躍型光纖芯子中，由于n1不變，所以芯子中各點的數(shù)值孔徑都相同。 而在漸變型光纖芯子中，由于n1隨r變化，因此其數(shù)值孔徑是芯子端面上位置的函數(shù)，所以把射入纖芯某點r處的光線的數(shù)值孔徑，稱為該點的本地數(shù)值孔徑本地數(shù)值孔徑。記作：只有當(dāng)入射光線的端面入射角 2.40483以后，單模傳輸條件被破壞，將有多個導(dǎo)波

11、模式傳輸，V值越大，模式越多，這樣，在光纖傳輸中，除了材料色散和波導(dǎo)色散以外，還有模式色散，模式色散在多模光纖中占主要地位。第二章 光纖和光纜光纖和光纜 所謂模式色散，是反映光纖不同模式在同一頻率下的相位常數(shù)mn不同，因此群速不同而引起的色散，它是用光纖中傳輸?shù)淖罡吣Ｊ脚c最低模式之間的時延差來表示的。 對于多模光纖來說，纖芯中的折射率分布不同時，其色散特性不同。第二章 光纖和光纜光纖和光纜2-6 單模光纖單模光纖 單模光纖是在給定的工作波長上，只傳輸單一基模的光纖。 在單模光纖中不存在模式色散，因此它具有相當(dāng)寬的傳輸頻帶，適用于長距離，大容量的傳輸，近幾年，單模光纖通信系統(tǒng)得到了迅速的發(fā)展。

12、單模光纖的芯徑很細(xì)，纖芯直徑只有410m，包層直徑為125m，由于纖芯較細(xì)，給光纖的耦合和接續(xù)帶來一定的困難。因此，對于單模光纖，希望在保證傳輸?shù)臈l件下，盡量增大纖芯半徑，以便于耦合和接續(xù)。第二章 光纖和光纜光纖和光纜一、單模光纖的折射率分布 從設(shè)計上講，一般要求單模光纖纖芯中的折射率分布是均勻的。但由于在制造過程中出現(xiàn)的不完善，實際上單模光纖的折射率分布是非均勻的（如圖2.17）。 躍型單模光纖折射率分布形式第二章 光纖和光纜光纖和光纜 理想情況下，纖芯和包層的交界處，折射率呈階梯型變化，從纖芯的 變化到包層的 ，且 ，但實際上是漸變的（如圖b）所示， 的折射率是漸變的，這主要由以下兩方面原

13、因造成的。 （1）由于纖芯材料和包層材料不同，在制造過程中，交界面處相互向?qū)Ψ綌U散、滲透擴散、滲透，使得在纖芯和包層的交界r=a 處，折射率由 逐漸變化到 ，呈“圓形”變化。如圖b） （2）由于在預(yù)制棒制作過程中，形成纖芯 r=0 處，折射指數(shù)下陷，這就是通常所說的MCVD（化學(xué)氣相沉積法）制造工藝所引起的一種典型缺陷，如圖C）。1n2n1n2n 1n1n2n第二章 光纖和光纜光纖和光纜 上述b)、c)兩種形式的折射率分布可統(tǒng)一用下式表示：式中： )ar(h21n) r (n212 )ar(har)ar(h 是的函數(shù)，上述兩種情況的不同：1當(dāng)在r=a 處，折射率呈“圓形”變化時：)ar(1)a

14、r(h ：漸變系數(shù) 則：212)ar(121n) r (n 。（1）第二章 光纖和光纜光纖和光纜2當(dāng)在r=0 處，折射率下陷時：)ar1 ( r1)ar(h則： 212)ar1 ( r121n) r (n 。（2） 第二章 光纖和光纜光纖和光纜二、下凹型單模光纖折射率分布形式 如圖2.18所示：在纖芯和包層之間再增設(shè)一折射率比包層折射率還低的中間層（或稱為內(nèi)包層），采用這種結(jié)構(gòu)形式，是為了減小單模光纖的色散，可以使材料色散和波導(dǎo)色散相互抵消（亦稱W型光纖）。 結(jié)構(gòu)： 纖芯直徑： 2a=410m （不變） 內(nèi)包層直徑：2s=10100m 外包層直徑：2b=125m （不變）第二章 光纖和光纜光纖

15、和光纜 這種下凹型折射率分布形式，分析起來比較困難，通常采用等效光纖的近似分析法，我們主要討論理想情況下階躍型單模光纖。將真實的光纖先等效為一理想的階躍型光纖，再利用前面已討論過的階躍光特性來分析。第二章 光纖和光纜光纖和光纜三、單模傳輸?shù)臈l件及特性參數(shù) 由于漸變型單模光纖要通過等效近似的方法，將它等效為階躍單模光纖去分析，因此，討論單模傳輸?shù)奶匦詴r，主要針對階躍單模光纖而言。 單模光纖不同于多模光纖的特殊問題，主要是單模光纖的單模工作條件及單模光纖的極化問題。 1、單模傳輸?shù)臈l件 根據(jù)波動理論分析，單模光纖在給定的工作波長上，只傳輸單一基模。 在階躍單模光纖中，只傳輸LPo1模（即線性偏振模

16、）或稱HE11模，由于LPo1模的歸一化頻率為Vc=0，無截止現(xiàn)象，因此，光纖的單模工作范圍就取決于第一高模次LP11的截止特性。第二章 光纖和光纜光纖和光纜 在階躍光纖中，LPo1模是最低的工作模式，LP11模式是第一高次模，因此要保證光纖中只傳輸單模時，就必須抑制第一個高次模。 表1給出了截止情況下LPmn模的Vc值：nm12102.404833.8317123.831715.520087.0155937.015598.6537310.17341第二章 光纖和光纜光纖和光纜 查表可知模的歸一化截止頻率為 Vc（LP11）=2.40483 而模式的傳輸條件是： V Vc 可傳 V Vc截止

17、因此，要保證光纖中只傳LP01一個模式，則必須要求 Vc（LP01） V Vc（LP11） 即 0 V 2.40483 這就是階躍單模光纖的單模傳輸條件。第二章 光纖和光纜光纖和光纜2、單模光纖的特性參數(shù) 單模光纖的主要特性參數(shù)有 1）衰減 2）色散 3）截止波長 4）模場直徑 5）折射率分布等，其中衰減 、色散已在2-5、2-6節(jié)中討論過，這里主要講三個參數(shù)。 （1）衰減系數(shù) 設(shè)計光纖通信時，一個重要的考慮是光纖傳輸?shù)墓庑盘柕乃p，它是線路上決定傳輸距離長短的重要因素。 衰減量的大小，通常用衰減系數(shù)來表示，單位dB/km 衰減系數(shù)定義： 式中 L：光纖長度 Pi：光纖輸入的光功率 Po：光纖

18、輸出的光功率0ipplgL10第二章 光纖和光纜光纖和光纜（2）截止波長c 這是單模光纖的參數(shù)，對于一根具體的光纖，當(dāng)工作波長大于這個值時，它可實現(xiàn)單模參數(shù)狀態(tài)，否則可傳多模。 由于光纖的單模傳輸條件是以第一高次模（LP11模）的截止頻率而給出的，歸一化截止頻率為： （a:光纖半徑）。（6） 故稱對應(yīng)著歸一化截止頻率的波長為截止波長，記c，當(dāng)LP11模的c時，LP11模截止，則此時光纖中只傳LP01模。 注：產(chǎn)品的實際截止波長，需要進(jìn)行測量才能得到。注：產(chǎn)品的實際截止波長，需要進(jìn)行測量才能得到。c1C2an2V C1cVan22 40483. 2an221c 第二章 光纖和光纜光纖和光纜（3）

19、模場直徑：d 為了使兩根光纖的接頭損耗盡量減小，除了使兩根光纖精密對準(zhǔn)外，還要求兩根光纖的導(dǎo)光區(qū)域一致，導(dǎo)光區(qū)域就是基模場所占的區(qū)域，而基模場邊界部分的場強因為逐漸變化，無法確定邊界位置，只能按某種規(guī)律選取適當(dāng)?shù)膮?shù)來表征這個區(qū)域的大小，因此模場直徑是衡量光纖橫截面上一定場強范圍的物理量。它定義為纖芯中場分布曲線最大值的1/e處，所對應(yīng)的寬度。第二章 光纖和光纜光纖和光纜四、單模光纖的雙折射 理論上單模光纖只傳一個基模，但實際上，單模光纖中有兩個模式，即橫向電場沿Y方向和X方向極化的兩個模式，它們的極化方向互相垂直，這兩模式分別表示為 和 。 在理想的軸對稱的光纖中，這兩個模式有相同的傳輸相位

20、常數(shù)，它們是相互簡并的（=0），但在實際光纖中，由于光纖形狀、折射率、應(yīng)力等分布不均勻，將使兩種模式的值不同，形成相位差，簡并受到破壞，這種現(xiàn)象叫“雙折射現(xiàn)象”。由于雙折射的存在，將引起偏振狀態(tài)沿光纖長度變化。 單模光纖極化的意義：除了產(chǎn)生極化色散外，還對相干光通信的實現(xiàn)、對集成光路和單模傳感器的的制作產(chǎn)生影響，目前正在形成“極化光學(xué)”分支。 多模光纖的極化僅在終端產(chǎn)生噪聲。y01LPx01LP第二章 光纖和光纜光纖和光纜1、三種偏振狀態(tài) 偏振即極化的意思，是指場矢量的空間方位。一般用強度E來定義偏振狀態(tài)。 （1）線偏振：如果矢量端點繪出一條與X軸成角的直線。如圖2.19 a）。 （2）圓偏振

21、：如果電場E的水平分量和垂直分量振幅相等，相位相差1/2時，則合成電場矢量將隨時間t的變化而圍繞著傳播方向旋轉(zhuǎn)，其端點的軌跡是一個圓。如圖2.19 b）。 （3）橢圓偏振：如果電場E的兩個分量，空間的方向相互垂直，振幅和相位都不等時，隨時間t的變化，合成矢量的端點軌跡是一個橢圓。如圖2.19 c）。第二章 光纖和光纜光纖和光纜 圖2.19 三種偏振狀態(tài) 第二章 光纖和光纜光纖和光纜2、單模光纖的雙折射（1）雙折射定義： 定義：單模光纖中，兩個互相正交的偏振光，有不同的相位常數(shù)，叫做單模光纖的雙折射。 它是一種各向異性的表現(xiàn)，即光波在互相正交的兩個方向偏振時，呈現(xiàn)出折射率不同，即n1xn1y，這

22、樣使得LPo1（x）與LPo1（y）相位常數(shù)xy（2）雙折射的分類1）線雙折射： 線偏振光如果在兩個正交的方向上，有不同的折射率，因而有不同的相位常數(shù)，這種雙折射，稱為線雙折射。第二章 光纖和光纜光纖和光纜2）圓雙折射： 在傳輸媒質(zhì)中，當(dāng)左右旋圓偏振波有不同的折射率時，將使其有不同的相 位常數(shù)，這種雙折射，稱為圓雙折射。3）橢圓雙折射： 當(dāng)線、圓雙折射同時存在時，得到橢圓雙折射。（3）雙折射對偏振（極化）狀態(tài)的影響 單模光纖中，光波的偏振狀態(tài)是沿傳播方向（E軸）作周期性變化的。這主要是由于雙折射的存在，使得LPo1（x）和LPo1（y）的傳播速度不相等（因xy），形成了相位差=x-y，于是偏振

23、狀態(tài)將沿光纖長度變化。 拍長：將偏振狀態(tài)（由線偏振橢圓偏振圓偏振）變化了一個周期的長度LB，叫單模光纖的拍長。第二章 光纖和光纜光纖和光纜 或：兩個正交的偏振模（LPo1（x）、LPo1（y），當(dāng)相位變化之差為2時，這個長度即為一個拍長。 根據(jù)拍長定義： 式中，=x-y稱為偏振雙折射率。2) yxBL（22yxBL第二章 光纖和光纜光纖和光纜2-7 光纖制造工藝光纖制造工藝光纖制造基本過程光纖制造基本過程制制 棒棒 拉拉 絲絲 性能測試性能測試 玻璃加工玻璃加工 清清 洗洗 包裝入庫包裝入庫 第二章 光纖和光纜光纖和光纜第二章 光纖和光纜光纖和光纜預(yù)制棒介紹預(yù)制棒介紹預(yù)制棒尺寸：預(yù)制棒尺寸：直

24、徑：直徑：60mm，80mm，150mm長度：長度： 1m2m制棒方法：制棒方法：玻璃分相法玻璃分相法溶膠凝膠法溶膠凝膠法氣相沉積法氣相沉積法預(yù)制棒要求：預(yù)制棒要求：高純度；高純度；準(zhǔn)確的折射率分布準(zhǔn)確的折射率分布第二章 光纖和光纜光纖和光纜預(yù)制棒制造工藝預(yù)制棒制造工藝氣相氣相沉積沉積法法管外法管外法管內(nèi)法管內(nèi)法管外汽相沉積法（管外汽相沉積法（OVDOVD）汽相軸向沉積法（汽相軸向沉積法（VADVAD）改進(jìn)的管內(nèi)化學(xué)氣相沉改進(jìn)的管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法（積法（MCVDMCVD）等離子體管內(nèi)化學(xué)氣相等離子體管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法（沉積法（PCVDPCVD）第二章 光纖和光纜光纖和光纜四種工藝在全球的大體市

25、場份額四種工藝在全球的大體市場份額10%28%32%30% VAD OVD MCVD PCVD 第二章 光纖和光纜光纖和光纜管外汽相沉積法（管外汽相沉積法（OVDOVD）優(yōu)點優(yōu)點：沉積速率高、預(yù)制棒體積大、原料純度要求 較低、生產(chǎn)率高 不足不足：折射率剖面粗糙、原料利用率低 結(jié)論結(jié)論：擅長制造包層第二章 光纖和光纜光纖和光纜汽相軸向沉積法（汽相軸向沉積法（VADVAD）優(yōu)點優(yōu)點：沉積速率高、預(yù)制棒體積大、原料純度要求 較低、生產(chǎn)率高不足不足：折射率剖面粗糙、原料利用率低 結(jié)論結(jié)論：擅長制造包層第二章 光纖和光纜光纖和光纜 改進(jìn)的管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法（改進(jìn)的管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法（MCVDMCVD）優(yōu)

26、點優(yōu)點：投資少、操作運行較容易、工藝控制性好 不足不足：原料利用率低、折射率剖面不夠精確 結(jié)論結(jié)論：擅長制造包層、纖芯制造僅次于PCVD 第二章 光纖和光纜光纖和光纜等離子體管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法（等離子體管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法（PCVDPCVD）優(yōu)點優(yōu)點：沉積層薄、工藝控制性強、折射率剖面精確 原材料利用率高 不足不足：原料要求純度高、沉積速率低 結(jié)論結(jié)論：擅長制造纖芯 第二章 光纖和光纜光纖和光纜 原材料利用率高原材料利用率高 四氯化硅四氯化硅SiClSiCl4 4 100%100% 四氯化鍺四氯化鍺GeClGeCl4 4 8585 氟氟C C2 2F F6 6 90%90% - - 節(jié)約原材料，

27、降低成本，有利環(huán)保節(jié)約原材料，降低成本，有利環(huán)保 沉積層數(shù)高達(dá)沉積層數(shù)高達(dá)30003000層，可精確控制折射率的分層，可精確控制折射率的分 布，可良好地對各類光纖的色散進(jìn)行控制生產(chǎn)布，可良好地對各類光纖的色散進(jìn)行控制生產(chǎn) 出世界一流水平的高帶寬多模光纖以及復(fù)雜結(jié)出世界一流水平的高帶寬多模光纖以及復(fù)雜結(jié) 構(gòu)的單模光纖構(gòu)的單模光纖 不需不需P P2 2O O5 5摻雜，有利于摻雜，有利于1550 nm1550 nm的衰減的衰減 對氫損的影響不敏感對氫損的影響不敏感第二章 光纖和光纜光纖和光纜涂覆層涂覆層石英套管石英套管石英襯管石英襯管芯層芯層包層包層包層包層沉積層沉積層石英管石英管PCVDPCVD

28、沉積沉積 芯棒測試芯棒測試套棒套棒篩選篩選成品包裝成品包裝光纖測試光纖測試?yán)z拉絲熔縮熔縮第二章 光纖和光纜光纖和光纜反應(yīng)機理反應(yīng)機理SiCl4+O2 SiO2+2Cl2GeCl4+O2GeO2+2Cl2優(yōu)點優(yōu)點* 沉積層非常薄沉積層非常薄* 工藝控制性強工藝控制性強* 折射率剖面精確折射率剖面精確* 原材料利用率高原材料利用率高諧振腔諧振腔等離子體等離子體SiCl4+GeCl4+C2F6+O2石英管石英管真空泵真空泵磁控管磁控管PCVD爐體爐體第二章 光纖和光纜光纖和光纜經(jīng)經(jīng)PCVDPCVD沉積好的管子在熔縮車床上熔縮成一實心預(yù)沉積好的管子在熔縮車床上熔縮成一實心預(yù)制棒。制棒。第二章 光纖和

29、光纜光纖和光纜芯棒測試芯棒測試套套 棒棒 熔縮好的芯棒經(jīng)熔縮好的芯棒經(jīng)設(shè)備測試確定芯設(shè)備測試確定芯棒質(zhì)量棒質(zhì)量 第二章 光纖和光纜光纖和光纜Fusion group 1Fusion group 2FurnaceRITCoating 1stCoating 2ndFeederCapstanTake-up unitMeasurement 1Measurement 2PLC 第二章 光纖和光纜光纖和光纜拉拉 絲絲第二章 光纖和光纜光纖和光纜為保證成品光纖有足夠的強度，光纖在篩選機上被施為保證成品光纖有足夠的強度，光纖在篩選機上被施以一定的張力進(jìn)行強度篩選。以一定的張力進(jìn)行強度篩選。篩篩 選選第二章 光

30、纖和光纜光纖和光纜 經(jīng)過強度試驗后，經(jīng)過強度試驗后，合格光纖將進(jìn)行傳合格光纖將進(jìn)行傳輸性能和幾何性能輸性能和幾何性能的測試。的測試。測試與包裝測試與包裝第二章 光纖和光纜光纖和光纜2-8 常用的光纜結(jié)構(gòu)和種類常用的光纜結(jié)構(gòu)和種類 目前用于通信的石英光纖，因其材料本身脆弱容易斷裂，因此，實際線路中，為便于安裝和敷設(shè)，常將若干根光纖組合成光纜，使其具有一定的機械強度，承受敷設(shè)時所施加的張力。 光纜的結(jié)構(gòu)較普遍采用的是層絞式和骨架式。 光纜中的鋼制加強芯，一方面提高了其抵抗張力的能力，另一方面，由于加強芯的膨脹系數(shù)小于塑料，所以，它能抵制塑料的伸縮，從而改善光纜的溫度特性。第二章 光纖和光纜光纖和光

31、纜對光纜的基本要求：（1）不能因成纜而使光纖的傳輸特性劣化（2）在成纜過程中光纖不斷裂（3）纜徑芯重量輕（4）便于施工和維護(hù)第二章 光纖和光纜光纖和光纜一、光纜的基本結(jié)構(gòu)1、纜芯： 由光纖芯線組成?？煞謫涡竞投嘈?。 二次涂覆有圖2.20所示兩種保護(hù)結(jié)構(gòu)：（1）緊套結(jié)構(gòu)： 光纖與套管之間有一個緩沖層，減小外力對光纖的作用，用硅樹脂，二次涂覆用尼龍12。（2）松套結(jié)構(gòu)： 將二次涂覆后的光纖放在一個管子中，管中填充油膏，形成松套結(jié)構(gòu)，優(yōu)點：機械性能好，防水，便于成纜。第二章 光纖和光纜光纖和光纜2、加強元件 為使光纜便于承受架設(shè)外力，在光纜中加一根或多根加強元件位于中心或分散四周。 加強元件的材料可用鋼絲或非金屬的纖維增強塑料（FRP）等。3、外護(hù)層 對成纜的光纖芯起保護(hù)作用，避免機械、環(huán)境損壞，要求耐壓力、防潮、濕度特性好，重量輕，耐化學(xué)侵蝕，阻燃等。護(hù)層分：1）內(nèi)護(hù)層：聚乙烯或聚氯乙烯 2）外護(hù)層：由鋁帶和