光纤导光原理和光纤材料ppt课件

1、.光纤材料和光纤装置、光纤是光纤的轴心，是利用玻璃或塑料制成的纤维中光的全反射原理实现的光传导工具。光纤实际上是指由透明材料制成的核心及其周围的材料构成的包层，比核心的折射率略低，通过包接口反射射到核心的光纤的光信号，使光信号在核心传播前进的介质。光纤主要有两个特性：损耗和色散。光通信具有传输频率带宽、大容量、远传输距离、高质量、好保密等优点。光纤的优良特性，特别是在信息技术领域，广泛应用于光通信、检测、成像、传播照明和能量信号传输等多个领域。与电缆和微波等电气通信方式相比，光纤通信的优点包括：传输带很宽，通信容量大；光纤衰减很小，没有中继设备，传输距离很远。串扰少，信号传输质量高。光纤电磁干

2、扰，机密性好；光纤体积小，重量轻，易于传输和放置。耐化学腐蚀；纤维是石英玻璃制成的形式，原料丰富，节约了很多有色金属。除上述特征外，薄纤维直径，轻便，柔软，易于铺设。光纤原材料资源丰富，成本低。温度稳定性好，寿命长。光通信具有这样的独特优势，不仅可以应用于通信的主线，还可以应用于电力通信控制系统，在工业监控、控制和军事领域的应用越来越广泛。光通信发展过程，电话自1876年发明以来，一直到20世纪60年代末，通信线是铜的电线。我国使用的八管同轴电缆和金属护套加起来质量达4吨/公里，有色金属消费太大。1929年和1930年，美国的哈纳和德国的拉姆依次拿出了用于光和图像短距离传输的石英纤维。此时光纤

3、波导的理论和应用技术有些慢，因为当时光纤损失太多，达数百或1000分贝/公里，这种光纤对通信没有用。世界光纤之父：高锝博士于1966年发表了光州波数介质光纤表面波导的著名论文，明确提出，通过改善准备过程，减少原材料中的杂质，可以大大减少石英纤维的损耗，拉动损失小于20dB/km的纤维。光通信发展过程，1970年，美国的CorningGlassCo首次实现了锝博士的科学预言，开发了从0.6328um波长损失为20dB/km的石英纤维，取得了重要的技术突破。短短几十年内，从1000dB/km到0.16dB/km的光纤通信就形成了全球动态的新产业。光纤损耗，20世纪80年代中期，世界各地的光纤通信开

4、始变得实用。石英玻璃纤维的质量为27克/公里。原料便宜，传输损失小，没有外部电磁干扰，机密性强。1993年以来全球信息高速公路建设。到2000年，世界光纤的年产量超过6000万公里，已经铺设的光纤总长度超过2亿公里。就证明了电子和光电之间的飞跃。光纤的出现带动了集成光学的发展。光纤通信发展过程，光纤技术的发展前景、超高速、大容量及远距离传输是光纤通信时人们一直追求的目标，全光网络也是不断追求的梦想。因此，我们必须努力发展到几个方面超高速系统。演变为高容量WDM系统。开发新一代光纤全光网络。未来的高速通信网将成为电光网。全光网络是光通信技术发展的最高阶段，也是理想阶段。目前电光网络的发展还处于初

5、期阶段，但已呈现出良好的发展前景。从发展趋势来看，形成了基于实际WDM技术和光交换技术的光网络层，构建纯全光网络，消除电光瓶颈已经成为未来光通信发展的必然趋势，更是未来信息网络的核心和通信技术发展的最高水平，更是理想的水平。一、光纤的基本概念，9，1，介质光波导，空间传播光和感应光空间传播光：在自由空间(或均匀介质)中传播的光传导光：关于空间中传播的光，光被限制在垂直于传播方向的截面内的封闭空间中传播的光。光波导：限制光电导率的介质平板波导矩形波导光导纤维(光纤)，板波导，介质板波导结构：将光波传播限制在横截面的一个方向的方法，矩形波导、脊波导、通道波导、平面埋地通道波导、将光波传播限制在横截面两个方向的方法、12，光纤，光纤的种类，光纤的种类很多，分类方法也多种多样。5种常用方法按材质分类。根据石英纤维、多组分玻璃纤维、塑料纤维、塑料光纤传输模式：中心玻璃芯更厚，单模光纤。每个光纤的折射率分布：阶跃折射率光纤、渐变折射率光纤、w型光纤。根据波长区分：目前应用的光纤是在紫外线中传输近红外波长，即0.3-1.6微米(光通信)和能量的光纤(光纤)，2，光电纤维的结构和光原理，发光条件：全反射，2-1，兹尼尔定理，光密度介质中的光介质、2-2、光纤指南、空气、芯、包层、斯尼尔定律、2-2，光纤指南，空气，芯