光纤基础知识

1、1 光通信的基本原理光通信的基本原理 光纤的基本结构光纤的基本结构 光纤的基本参数光纤的基本参数 光纤的制造方法光纤的制造方法2f10km1km100m10m1m1cm1dm105m100km107m010Hz100Hz1k10k100k1M10M100M1G10G1cm100m1mm10m100nm1m10nm1nm100pm10pm1pm10G100G1T10T100T1015T1017T1016T1019T1018T1020T1.6m1.5m1.3m1.4m1.1m1.2m1m900nm800nm700nm500nm600nm400nm红外线紫外线X射线伽玛射线光纤应用范围无线电电视卫星

2、LWKWMWUKWdmcm高频微波低频交流电直流电微波可见光电磁波谱光通信的基本原理光通信的基本原理3信号处理发送端信号处理接收端光波导光通信的基本原理光通信的基本原理4光的反射和折射定律光的反射和折射定律 光在传输过程中，在两种不同的传输媒质的界面将产生光在传输过程中，在两种不同的传输媒质的界面将产生以下行为以下行为：一部分入射光将被反射一部分入射光将被反射 一部分入射光将进入第二种媒质，并产生一部分入射光将进入第二种媒质，并产生折射折射媒质媒质1 折射率折射率n1媒质媒质2 折射率折射率n2 入射光线反射光线12 1= 2n1Sin 1=n2Sin 2媒质媒质1 折射率折射率n1媒质媒质2

3、 折射率折射率n2 入射光线12折射光线5折射率折射率 n n光在真空中的传播速度光在真空中的传播速度/ /光在该媒质中的传播速度光在该媒质中的传播速度1.01.00031.331.4571.4711.51.92.42全反射：全反射： 当当n1n2时，随着入射角的不断增加，在入射角达到某一值时，折射时，随着入射角的不断增加，在入射角达到某一值时，折射角达到角达到90oC，我们把此时的入射角称为临界角，我们把此时的入射角称为临界角 0 。当入射角大于临界角。当入射角大于临界角时，将发生全反射。时，将发生全反射。媒质媒质1媒质媒质2根据折射定律，我根据折射定律，我们可以求出临界角，们可以求出临界角

4、，此时此时 290o。即。即n1Sin 0=n2Sin90o所以所以 Sin 0=n2/n1媒质媒质折射率折射率真空真空空气空气水水多模光纤多模光纤单模光单模光纤纤玻璃玻璃钻石钻石6光通信正是利用了全反射原理，当光的注入角满足一光通信正是利用了全反射原理，当光的注入角满足一定条件时，光便能在光纤定条件时，光便能在光纤(光波导光波导)内形成全反射，从内形成全反射，从而达到长距离传输的目的。而达到长距离传输的目的。包层包层 n2纤芯纤芯 n1光纤中光纤中心轴线心轴线 090- 0 包层包层 n2空气 n0 17光纤的基本结构光纤的基本结构 涂层 力学影响的防护涂层 250 m 涂层 250 m 标

5、准单模光纤标准单模光纤标准梯度折射率分布多模光纤标准梯度折射率分布多模光纤 纤芯 (掺锗二氧化硅)8.6-9.5 m 纤芯(聚甲基丙烯酸甲酯 )980 m 包层纯二氧化硅125 m 纤芯(掺锗二氧化硅)50 m / 62.5 m / 100 m涂层 1000 m 塑料光纤塑料光纤8涂涂 层层包包 层层纤芯纤芯910111213141516dxdy17181920P0PLL21衰减衰减 (dB/km)波长波长(nm)131015500.360.20OH-吸收峰吸收峰(又称为：水峰又称为：水峰)222384-401200-818001400150016001700132nm4色散色散D(ps/(nmkm)波长波长(nm)1非色散位移光纤非色散位移光纤2色散位移光纤色散位移光纤3色散平坦光纤色散平坦光纤4 非零色散位移光纤非零色散位移光纤2425262728293031真空泵真空泵O2SiCl4GeCl4BBr3空腔谐振器空腔谐振器排气排气喷灯喷灯管子管子O2SiCl4GeCl432喷灯喷灯O2SiCl4GeCl4O2+H2多孔预制棒多孔预制棒喷灯喷灯O2SiCl4GeCl4O2+H2O2+H2多孔预