光导纤维的种类及其应用
1.光纤光缆基础知识
THANK YOU！
产生光损耗的原因大部分为光纤具有的固有损耗和光纤制造后 的附加损耗。前者主要包括瑞利散射损耗、吸收损耗、波导结构不完 善引起的损耗;后者包括微弯损耗、弯曲损耗、接续损耗等。
损耗成因
瑞利散射损耗
吸收损耗
固有损耗
附加损耗
对于光纤损耗的成因及其解决方案，在这里不做深入的研究，了解即可。
微弯损耗
弯曲损耗
接续损耗
N/A
GSK/GMK/GCF
B5
G656
N/A
B6
G657
N/A
多模62.5/125
A1b
N/A
OM1
MCF
OM2
ACF
多模50/125
A1a
G651.1
OM3
OM4
我们公司最常用的光 纤为G652D和G655
G.652是常规单模光纤，零色散 点在1300nm，此点色散最小；同 时根据PMD又分为G. 652A、B、C、 D四种。
按传输模式分类
类型
解释
纤芯只能传输 单模光纤 单个模式的光
纤
多模光纤
纤芯能传输多 个模式的光纤
纤芯直径 包层外径
8μm-10μm 125μm
50μm、 62.5μm
125μm
2. 光纤分类
2.3 总结
光纤 类型
单模 光纤
传输模式
只能传输单 模式的光纤
多模 光纤
能传输多个 模式的光纤
传输距离 传输距离远
6. 光缆简介
6.2 光缆分类
用途
光纤种类
光纤芯数
加强件配置
传输导体、介质状况 铺设方式
结构方式
用户光缆 单模光缆 单芯光缆
光导纤维照明简介
光源技术光导纤维照明简介何宜生(华东电子集团公司,南京210028)摘要:该文对光纤的历史,光纤的制造方法和光纤技术在照明领域的应用方面作了介绍。
关键词:光纤;光纤光缆;投光器收稿日期:2004-01-05玻璃纤维光学系统在建筑照明和商业空间造型领域起着日益重要的作用。
在室内造型方面,它首先被采用于博物馆及商店的展品,商品陈列柜的照明上。
其次在浴室,桑拿浴室以及宾馆等建筑的门厅入口等处也得到广泛的应用,见图1、图2、图3、图4、图5。
这种不带电的0冷光0在这些场合的应用日益受到人们的青睐。
显然,这种光纤照明目前还不能替代现存的一般照明的方式,但是它可以作为极有意义的补充手段。
图1图2图3图4#41#图51光纤的历史回顾19世纪70年代,在英国开展了首批光导试验, 20世纪的20年代,美国受理了首个有关光纤技术的专利。
20世纪70年代开始合理和经济地利用玻纤光缆和光。
它们首先被采用于生产线上各个单元的控制,解决了大容量的数据传输而又无需极度增加电线的敷设,当时的传输距离约为20m。
随着各个部件效率的提高,数据传输距离也成倍地增加。
80年代出现了首批用于医疗技术的内窥镜。
90年代初不少光纤产品已经商品化,在数据技术方面,主要使用混合光缆(C U P LWL),而光学技术方面采用纯玻纤光缆,以及塑料光缆(P MMA)。
2光纤的制造在各种玻纤和塑料纤维光缆制造中,都必须有严格的质量指标。
以玻纤光缆为例,其具有多级工序的制备过程的首道工序是熔制玻璃。
由高纯度的原料按严格的熔制方法熔制,然后由高折射率的芯玻璃拉制成直径为30m m,长为1000mm的芯棒。
由低折射率的外层玻璃制成几何尺寸十分精确的玻璃管。
在一个温度约1000e的电炉中,在直至100个可分别调节温度的同一轴向的加热环中,由预制材料拉制出首级玻璃光纤束。
此处按拉制的速度,产生直径由30~100L m的单根玻璃纤维,在拉制过程之后,立即按所需光缆的直径(1~8mm)将光纤整理成束并套上防止机械损伤的塑料保护层。
光导纤维的种类及其应用
光导纤维的种类及其应用光导纤维，即光纤，是一种能够将光信号传输的柔性透明纤维。
光导纤维分为多种类型，根据不同的用途和特性适用于各种不同领域的应用。
以下是一些常见的光导纤维种类及其应用。
1.多模光纤：多模光纤是一种具有大的孔径的光纤，可以传输多个模式的光信号。
它主要用于短距离的数据通信和局域网。
多模光纤具有较高的带宽，可以传输较高速率的数据，因此在计算机网络和通信领域得到广泛应用。
2.单模光纤：3.分束光纤：分束光纤是一种可以将一个入射的光束分成多个独立的光束的光纤。
它常被用于光纤传感器和光学测量中，可以将光信号分配到多个传感器或测量设备上，实现多点测量或多信号监测。
分束光纤对光信号的分割和传输起到了关键作用。
4.光纤光栅：光纤光栅是在光导纤维中周期性改变折射率的结构，可以将特定波长的光束从光纤中提取出来，实现滤波和波长选择。
光纤光栅广泛应用于通信领域，可以用于波分复用系统、滤波器和传感器等。
5.偏振保持光纤：偏振保持光纤是一种可以保持光信号偏振状态的光纤。
它主要用于需要保持光信号偏振特性的应用，如光纤传感器和光通信系统中的调制器和解调器。
偏振保持光纤可以确保信号的质量和可靠性。
6.光学附加单元光纤：光学附加单元光纤是一种用于光纤通信网络中的附加设备的光纤。
它具有低损耗和高带宽的特性，可以提供各种光信号处理功能，如增益、滤波、分光和光放大器等。
光学附加单元光纤被广泛用于增强光纤网络的性能和功能。
总的来说，光导纤维种类繁多，每种光纤都有其特定的应用领域和优势。
光纤的应用范围广泛，包括通信、传感器、医疗、工业和军事等领域。
随着光纤技术的不断发展和创新，光导纤维在未来将会继续发挥重要作用，并在各个领域中得到更广泛的应用。
第三章光纤材料与光纤器件
11
矩形波导
脊型波导
沟道波导
平面掩埋沟道波导
在横截面的两个方向限制光波传播
12
光纤
13
光纤尺寸
★芯径 单模光纤： <10um; 多模光纤： 50um/62.5um
★包层直径 普通光纤： 125um
★涂覆层直径
125um
普通光纤
18
2-2、光纤导光
空气
包层 纤芯
sini n12 n22 sin 2 r
r 90o 发生全反射，光线可在光纤中传播
19
i i0 arcsin n12 n22
光线的传播
1. Meridional Ray子午光线的传播（总与光纤轴相交）
Cladding Cladding
光线的传播
光纤的优点
• 与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信的优点如下： ①传输频带极宽，通信容量很大；
②由于光纤衰减小，无中继设备，故传输距离远；
③串扰小，信号传输质量高；
④光纤抗电磁干扰，保密性好；
⑤光纤尺寸小，重量轻，便于传输和铺设；
⑥耐化学腐蚀；
⑦光纤是石英玻璃拉制成形,原材料来源丰富，并节约了大 量有色金属。
➢在短短几十年时间里，光纤的损耗已由 1000dB/km下降到0.16dB/km，致使光纤通信 在世界范围内形成一个充满活力的新兴产业。
6
光纤通信的发展历程
• 20世纪的80年代中期，全世界范围内的光纤通信开始走 向实用化。石英玻璃光纤的质量为27克/公里。原料廉价， 传输损耗小，不受外界电磁干扰，保密性强。
➢ 1929年和1930年，美国的哈纳尔和德国的拉姆先后拉制出 石英光纤且用于光线和图像的短距离传输；
第八部分 光纤熔接
（四）.光纤熔接应用的场合及范围
• 1.光缆长距离敷设中途接续. • 2.用户上网应用光纤接入. • 3.架空光缆或地埋光缆意外中断.
五．光缆型号识别
(1).光缆的标号
光缆型号及规格标注形式如图
(1) GYTS-12A GY:室外光缆 S : 钢塑综合
室外12芯多模光缆 T : 填充式光缆 12A : 12芯多模光缆
多模光纤(MMF：Multi Mode Fibre)中光的传输如图3：
图3多模光纤
TIA/TIS-568A规范规定的多模光纤电缆的主要特征如表2：
属性 主干段的最大长度 一水平段（到桌面）的最大长度 每段上结点的最大数目 最大衰减 段的最大数目 带有结点的段的最大数目 菊花链集线器的最大数目 缆线类型 连接器 值或特征 2000m 100m 2 850nm波长下传输的衰减为3.75 dB/Km 1300nm波长下传输的衰减为1.5 dB/Km 1024 1024 4 62.5/125μ m ST或SC连接器
5）.盖上光纤熔接机的防风罩,按下 操作键盘上的AUTO键进行熔接.
6.熔接结束后，将光纤热缩套管套移至熔接好的光纤 部位，注意使熔接的部位位于光纤热缩套管的中央。 将光纤热缩套管放到光纤熔接机的加热炉中，按操作 键盘上的“HEAT”键进行加热。
7).将熔接好的光纤盘储在在光纤终端盒 内,并与耦合器相连.
光纤光缆基本常识综述
学习内容 : 一.光纤的基本知识(定义、构造、分 类、特点） 二.光纤通信系统构成 三.光纤连接器简介 四.光纤接连技术 五.光纤型式认别
一 光纤光缆基本知识
1、什么是光纤？
光纤：即光导纤维，是一种传输光 束的细而柔韧的媒质。常见的构成材料 有石英玻璃和一种特制塑料.
石英光纤
1 定义石英光纤是一种以高折射率的纯石英玻璃材料为芯，以低折射率的有机或无机材料为包皮的光学纤维，由于石英光纤传输波长范围宽(从近紫外到近红外，波长从0.38-2.1um )，所以石英光纤适用于紫外到红外各波长信号及能量的传输，石英光纤数值孔径大、光纤芯径大、机械强度高、弯曲性能好和很容易与光源耦合等优点，故在传感、光谱分析、过程控制及激光传输(特别是传输He-Ne、Ar+离子和YAG激光的理想介质)、激光医疗、测量技术、刑侦，信息传输和照明等领域的应用极为广泛。
已广泛应用于电子、医疗、生物工程、材料加工、传感技术、国防军事等各个领域。
由于石英光纤的商品化、低成本、优异的光传输性能和生物相容性，以及高强度、高可靠性和高激光损伤阈值等诸多优点，使得石英光纤在能量传输，尤其是在工业和医学等领域的激光传输中得到了广泛的应用，这是其他种类的光纤无法比拟的。
随着成本的降低和技术的成熟，石英光纤在照明领域的应用也越来越广泛，需求量逐年倍增。
2 基本特性石英光纤是光导纤维的简称，是用纯度特别高的石英玻璃(以SiO2为主要成分)制作的纤维状波导结构。
石英光纤的基本功能是对光束的束缚及传播，即把一定波长的光能束缚在几到几十微米的径向范围内而沿石英光纤长度方向作低损耗传播。
石英光纤作为传输介质的基本特性用传输容量表示，它等于传输速率与传输距离的乘积。
决定传输距离与传输性能指标则是石英光纤的损耗和色散(或带宽)。
在目前已使用的多种传输介质中，石英光纤具有的带宽潜力是其它介质无法比拟的。
电话双绞线传输带宽一般约100KHz量级，同轴电缆一般工作在几百到几千MHz，微波通信传输带宽也只有几十GHz，但一根光纤在1.31µm和1.55µm窗口传输带宽可以达到20THz。
光纤的传输损耗也很低，目前1.55µm波长石英光纤批量生产的损耗可在0.22dB/km以下，1.31µm 波长的损耗在0.34dB/km以下。
光纤光缆的基础知识
光纤光缆的基础知识一、光纤1．光纤的定义光纤是光导纤维的简称，即用来通光传输的石英玻璃丝。
2．光纤的结构组成和作用1）光纤的构成：光纤是由光折射率较高的纤芯和折射率较低的包层组成，为了保护光纤不受外力和环境的影响，在包层的外面都加上一层塑料护套（也叫涂覆层）。
2）光纤各组成部分的作用：纤芯：siO2+GeO2（作用是导光通信）包层：siO2(作用是使全反射成为可能)涂覆层：光固化丙烯酸环氧树脂或热固化的硅酮树脂（作用是防止光纤表面受损产生微裂纹，将光纤表面与环境中的水分、化学物质隔开，防止已有的微小裂纹逐步生长扩大）3．光纤的分类A：按组成光纤的材料分类：玻璃（石英）光纤、塑料光纤；B：按光纤横截面上折射率分布分类：有突变型光纤(普通单模光纤)、渐变型光纤(多模光纤)、阶跃型光纤等；C：按光纤传输模式分类：多模光纤、单模光纤等。
单模光纤中光偏振状态要传输过程中是否保持不变，又可分为偏振模保持光纤和非偏振模保持光纤；D：按工作波长窗口分类：长波长光纤和短波长光纤等注：单模光纤是指只能传输一种模式（基模或最低阶模）的光纤，其信号畸变很小。
多模光纤是一种能承载多种模式的光纤，即能够允许多个传导模的通过。
模是指光在光纤中的传输方式（单模/多模）。
单模光纤具有很小的芯径，以确保其传输单模，但是其包层直径要比芯径在十多倍，以避免光的损耗。
单模光纤以其衰减小、频带宽、容量大、成本低和易于扩容等优点，作为一种理想的光通信媒介，在全世界得到及为广泛的应用。
4．光纤的特性A：几何特性和光学特性（主要针对单模光纤）纤芯直径：A、多模光纤（50um/62.5um两种标称直径）B、单模光纤（8.3um）包层直径：125.0±1.0um包层不圆度：≤1.0%涂层外径：245±5.0um纤芯、包层同心度：≤0.5um翘曲度：曲率半径≥4.0m模场直径：指光纤中基模场的电场强度随空间的分布。
它描述了单模光纤中光能集中程度的参量。
12种合成纤维的分类和介绍
12种合成纤维的分类和介绍导语：合成纤维是将人工合成的、具有适宜分子量并具有可溶（或可熔）性的线型聚合物，经纺丝成形和后处理而制得的化学纤维。
与天然纤维和人造纤维相比，合成纤维生产不受自然条件的限制。
合成纤维除了具有化学纤维的一般优越性能，如强度高、质轻、易洗快干、弹性好、不怕霉蛀等外，不同品种的合成纤维各具有某些独特性能。
长丝在合成纤维的制造过程中,纺丝流体(熔体或溶液)经纺丝成形和后加工工序后,得到的长度以千米计的纤维称为长丝。
长丝包括单丝、复丝和帘线丝。
01单丝原指用单孔喷丝头纺制而成的一根连续单纤维,但在实际应用中往往也包括由3～6孔喷丝头纺成的 3～6 根单纤维组成的少孔丝。
较粗的合成纤维单丝 (直径为 0 .08～2mm)称为鬃丝,用于制作绳索、毛刷、日用网袋、渔网或工业滤布;较细的聚酰胺单丝用于制作透明女袜或其他高级针织品。
02复丝由数十根单纤维组成的丝条。
化学纤维的复丝一般由 8～100 根单纤维组成。
绝大多数服用织物都是采用复丝织造的,这是因为由多根单纤维组成的复丝比同样直径的单丝柔顺性好。
03帘线丝由一百多根至几百根单纤维组成的用于制造轮胎帘子布的丝条,俗称帘线丝。
短纤维化学纤维的产品被切成几厘米至十几厘米的长度,这种长度的纤维称为短纤维。
根据切断长度的不同,短纤维可分为棉型短纤维、毛型短纤维、中长型短纤维。
01棉型短纤维长度为 25～38mm,纤维较细(线密度为 1 .3～1 .7dtex),类似棉纤维,主要用于与棉纤维混纺,如用棉型聚酯短纤维与棉纤维混纺,得到的织物称“涤棉”织物。
02毛型短纤维长度为 70～150mm,纤维较粗(线密度 3 .3～7 .7dtex),类似羊毛,主要用于与羊毛混纺,如用毛型聚酯短纤维与羊毛混纺,得到的织物称“毛涤”织物。
03中长纤维长度为 51～76mm, 纤维的粗细介于棉型和毛型之间 (线密度为2 .2～3 .3dtex),主要用于织造中长纤维织物。
新教材粤教版高中物理选择性必修第一册第四章光及其应用 知识点考点解题方法规律归纳总结
第四章光及其应用第一节光的折射定律.................................................................................................. - 1 - 第二节测定介质的折射率.......................................................................................... - 6 - 第三节光的全反射与光纤技术................................................................................ - 10 - 第四节光的干涉........................................................................................................ - 15 - 第五节用双缝干涉实验测定光的波长.................................................................... - 21 - 第六节光的衍射和偏振、激光................................................................................ - 25 -第一节光的折射定律知识点一光的折射定律如图所示，当光线从空气射入介质时，发生折射，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧；入射角i的正弦值跟折射角γ的正弦值成正比．用公式表示为：sin isin γ＝n．知识点二折射率1．定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦值与折射角γ的正弦值之比n，叫作这种介质的折射率．2．公式：n＝sin i sin γ．3．意义：折射率与介质的自身性质有关，与入射角大小无关，是一个反映介质光学性质的物理量．4．折射率与光速的关系：不同介质的折射率不同，是由光在不同介质中的传播速度不同引起的，即n＝cv，式中c为光在真空中的传播速度．由于c＞v，故n＞1．考点1光的折射定律和折射率有经验的渔民叉鱼时，不是正对着看到的鱼去叉，而是对着所看到鱼的下方叉，如图所示．你知道这是为什么吗？提示：从鱼身上反射的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得鱼变浅了，眼睛看到的是鱼的虚像，在鱼的上方，所以叉鱼时要瞄准像的下方，如图所示．(1)光从一种介质进入另一种介质时，折射角与入射角的大小关系不要一概而论，要视两种介质的折射率大小而定．(2)当光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时，入射角大于折射角，当光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质时，入射角小于折射角．2．折射光路是可逆的在光的折射现象中，光路是可逆的，即让光线逆着原折射光线射到界面上，光线就逆着原来的入射光线发生折射．3．对折射率的理解(1)关于正弦值：当光由真空射入某种介质时，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但正弦值的比值是一个常数．(2)关于常数n：入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一个常数，但不同介质具有不同的常数，说明常数反映了该介质的光学特性．(3)折射率与光速的关系：光在介质中的传播速度v跟介质的折射率n有关，即n＝cv，由于光在真空中的传播速度c大于光在任何其他介质中的传播速度v，所以任何介质的折射率n都大于1．(4)决定因素：介质的折射率是反映介质的光学性质的物理量，它的大小由介质本身及光的性质共同决定，不随入射角、折射角的变化而变化．【典例1】如图所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．此玻璃的折射率为()A．2B．1.5C．3D．2C[作出光线在玻璃球体内光路图如图所示：A、C是折射点，B是反射点，OD平行于入射光线，由几何知识得，∠AOD ＝∠COD＝60°，则∠OAB＝30°，即折射角r＝30°，入射角i＝60°，根据折射定律有：n＝sin isin r＝3，故C正确，A、B、D错误．]折射问题的四点注意(1)根据题意画出正确的光路图．(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，要注意入射角、折射角的确定．(3)利用反射定律、折射定律求解．(4)注意光路可逆性、对称性的应用．考点2光的色散如图所示是一束白光照射到三棱镜上后出现的色散现象，请问玻璃对哪种色光的折射率最大，对哪种色光的折射率最小？提示：由图可知，红光经过棱镜后偏折程度最小，紫光经过棱镜后偏折程度最大，故玻璃对紫光的折射率最大，对红光的折射率最小．1．同一介质对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大．2．由n ＝c v 可知，各种色光在同一介质中的光速不同，红光速度最大，紫光速度最小．3．同一频率的色光在不同介质中传播时，频率不变，光速改变⎝ ⎛⎭⎪⎫v ＝c n ＝λf ，波长亦随之改变． 【典例2】 如图所示，有一截面是直角三角形的棱镜ABC ，∠A ＝30°，它对红光的折射率为n 1，对紫光的折射率为n 2，在距AC 边d 处有一与AC 平行的光屏，现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB 边射入棱镜．(1)红光和紫光在棱镜中的传播速度之比为多少？(2)若两种色光都能从AC 面射出，求在光屏MN 上两光点的距离．[解析] (1)v 红＝c n 1，v 紫＝c n 2，所以v 红v 紫＝n 2n 1． (2)画出两种色光通过棱镜的光路图，如图所示，由图得sin r 1sin 30°＝n 1，sin r 2sin 30°＝n 2， 由数字运算得：tan r 1＝n 14－n 21，tan r 2＝n 24－n 22， x ＝d (tan r 2－tan r 1)＝d ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 24－n 22－n 14－n 21． [答案] (1)n 2n 1 (2)d ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 24－n 22－n 14－n 21复色光通过三棱镜发生色散的规律如图所示，复色光经过棱镜折射后分散开来，是因为复色光中包含多种颜色的光，同一种介质对不同色光的折射率不同．(1)折射率越大，偏折角也越大，经棱镜折射后，越靠近棱镜的底部．(2)折射率大的，在介质中传播速度小，复色光经三棱镜折射后，靠近顶端的色光的传播速度大，靠近棱镜底端的色光的传播速度小．第二节测定介质的折射率[实验目标]1．测量玻璃的折射率．2．学习用插针法确定光路．一、实验原理用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的折射光线，用量角器测出入射角i和折射角γ，根据折射定律计算出玻璃的折射率n＝sin isin γ．二、实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、刻度尺、铅笔．三、实验步骤(1)如图所示，将白纸用图钉钉在平木板上；(2)在白纸上画出一条直线aa′作为界面(线)，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线；(3)把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一边bb′；(4)在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P2的像挡住P1的像．再在观察者一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像，记下P3、P4的位置；(5)移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线O′B与bb′交于O′，直线O′B 就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向；(6)连接OO′，入射角i＝∠AON，折射角γ＝∠O′ON′，用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记录在自己设计的表格中；(7)用上述方法分别求出入射角分别为30°、45°、60°时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中．四、数据处理方法一：平均值法求出在几次实验中所测sin isin γ的平均值，即为玻璃砖的折射率．方法二：图像法在几次改变入射角、对应的入射角和折射角正弦值的基础上，以sin i值为横坐标、以sin γ值为纵坐标，建立直角坐标系，如图所示．描数据点，过数据点连线得一条过原点的直线．求解图线斜率k，则k＝sin γsin i＝1n，故玻璃砖折射率n＝1k．方法三：作图法在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点，与OE(或OE的延长线)交于D点，过C、D两点分别向N′N 作垂线，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的长，如图所示．由于sin i＝CC′CO，sin γ＝DD′DO，而CO＝DO，所以折射率n1＝sin isin γ＝CC′DD′．五、注意事项(1)实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且大头针之间及大头针与光线转折点之间的距离要稍大一些．(2)入射角i应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大．(3)在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁面，更不能把玻璃砖界面当尺子画界线．(4)在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变．(5)玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上．若宽度太小，则测量误差较大．六、实验误差(1)入射光线和出射光线画得不够精确．因此，要求插大头针时两大头针间距应稍大．(2)入射角、折射角测量不精确．为减小测角时的相对误差，入射角要稍大些，但不宜太大，入射角太大时，反射光较强，折射光会相对较弱．【典例1】如图所示，关于“测定玻璃的折射率”的实验，回答以下问题．(1)请证明图中的入射光线和射出玻璃砖的光线是平行的；(2)为减小实验误差，入射角大一些好还是小一些好？[解析](1)如图所示，证明：n＝sin i1sin r1＝sin r2sin i2，而r1＝i2，所以i1＝r2，所以入射光线平行于出射光线．(2)大一些好．这样测量的误差会小些，可以减小实验误差．[答案](1)见解析(2)大一些【典例2】小显和小涛同学“用插针法测玻璃棱镜的折射率”．甲乙(1)小显同学按实验步骤，先在纸上插下二枚大头针P1、P2，然后在玻璃棱镜的另一侧插下另外二枚大头针，如图甲所示．则插针一定错误的是________(选填“P3P4”或“P5P6”)，按实验要求完成光路图，并标出相应的符号，所测出的玻璃棱镜的折射率n＝________．(2)小涛同学突发奇想，用两块同样的玻璃直角三棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，如图乙所示．插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作正确的话，则在图乙中右边的插针应该是________(选填“P3P4”“P3P6”“P5P4”或“P5P6”)．[解析](1)光线经三棱镜折射后应该偏向底边，故插针一定错误的是“P5P6”；光路如图；根据光的折射定律：n＝sin θ1 sin θ2．(2)根据光路图可知，经过P1P2的光线经两块玻璃砖的分界处后向下偏，然后射入右侧玻璃砖后平行射出，则图乙中右边的插针应该是P5P6．[答案](1)P5P6见解析图sin θ1sin θ2(2)P5P6第三节 光的全反射与光纤技术知识点一 光的全反射现象1．光的全反射 当光从折射率较大的介质(光密介质)射入折射率较小的介质(光疏介质)时，折射角大于入射角且随入射角增大而增大．当入射角达到一定角度，折射角变成90°，继续增大入射角，折射角将大于90°．此时，入射光线全都被反射回折射率较大的介质中，这种现象称为光的全反射．2．临界角在光的全反射现象中，折射角等于90°时的入射角，记作i c 且sin i c ＝1n ．3．发生光的全反射的两个必要条件(1)光线从光密介质射入光疏介质；(2)入射角等于或大于临界角．知识点二 光导纤维的工作原理1．光纤及原理光导纤维简称光纤，它能把光(信号)从一端远距离传输到光纤的另一端，其原理就是利用了光的全反射．2．光纤的构造光纤用的是石英玻璃或塑料拉制成的细丝，光纤由纤芯和包层组成，纤芯的折射率大于包层的折射率．知识点三 光纤技术的实际应用1．光缆可以用来传送图像，医学上用来检查人体消化道的内窥镜就是利用了这种性质．2．光纤宽带、光纤电话、光纤有线电视等光纤通信网络进入千家万户． 考点1 全反射光照到两种介质界面处，发生了如图所示的现象．(1)上面的介质与下面的介质哪个折射率大？(2)全反射发生的条件是什么？提示：(1)下面的介质折射率大．(2)一是光由光密介质射入光疏介质；二是入射角大于等于临界角．(1)光疏介质和光密介质的比较：种类光的传播速度折射率光疏介质大小光密介质小大较光在其中传播速度的大小或折射率的大小来判断谁是光疏介质或光密介质．2．全反射规律(1)全反射的条件：①光由光密介质射向光疏介质．②入射角大于或等于临界角．(2)全反射遵循的规律：发生全反射时，光全部返回原介质，入射光与反射光遵循光的反射定律，由于不存在折射光线，光的折射定律不再适用．3．不同色光的临界角：不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时，频率越高的光的临界角越小，越易发生全反射．【典例1】一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面．在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上．已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率．[思路点拨](1)由圆纸片恰好完全挡住圆形发光面的光线可确定临界角．(2)根据sin i c＝1n可计算折射率．[解析] 根据全反射定律，圆形发光面边缘发出的光线射到玻璃板上表面时入射角为临界角(如图所示)，设为θ，且sin θ＝1n ．根据几何关系得：sin θ＝L h 2＋L 2， 而L ＝R －r ，联立以上各式，解得n ＝1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫h R －r 2． [答案] 1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫h R －r 2全反射定律的应用技巧(1)首先判断是否为光从光密介质进入光疏介质，如果是，下一步就要再利用入射角和临界角的关系进一步判断，如果不是则直接应用折射定律解题即可．(2)分析光的全反射时，根据临界条件找出临界状态是解决这类题目的关键．(3)当发生全反射时，仍遵循光的反射定律和光路可逆性．(4)认真规范作出光路图，是正确求解这类题目的重要保证．考点2 光导纤维的应用如图所示是光导纤维的结构示意图，其内芯和外套由两种光学性能不同的介质构成，内芯对光的折射率要比外套对光的折射率高．请问：在制作光导纤维时，选用的材料为什么要求内芯对光的折射率要比外套对光的折射率高？提示：光只有满足从光密介质射入光疏介质，才会发生全反射．而光导纤维要传播加载了信息的光，需要所有光在内芯中经过若干次反射后，全部到达目的地，所以需要发生全反射，故内芯对光的折射率必须要比外套对光的折射率高．1．构造及传播原理(1)构造：光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有1～100 μm ，如图所示，它是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率．(2)传播原理：光由一端进入，在两层的界面上经过多次全反射，从另一端射出，光导纤维可以远距离传播光，光信号又可以转换成电信号，进而变为声音、图像． 2．光导纤维的折射率设光导纤维的折射率为n ，当入射角为θ1时，进入端面的折射光线传到侧面时恰好发生全反射，如图所示，则有：sin i c ＝1n ，n ＝sin θ1sin θ2，i c ＋θ2＝90°，由以上各式可得：sin θ1＝n 2－1． 由图可知：当θ1增大时，θ2增大，而从纤维射向空气中光线的入射角θ减小，当θ1＝90°时，若θ＝i c ，则所有进入纤维中的光线都能发生全反射，即解得n ＝2，以上是光从纤维射向真空时得到的折射率，由于光导纤维包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此折射率要比2大些．【典例2】 如图所示，一根长为l ＝5.0 m 的光导纤维用折射率n ＝2的材料制成．一束激光由其左端的中心点以45°的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出来，求：(1)该激光在光导纤维中的速度v是多大．(2)该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少．[思路点拨](1)由光导纤维的折射率可计算临界角．(2)光在光导纤维侧面上发生全反射现象，计算出光的总路程，根据光速可求出传播时间．[解析](1)由n＝cv可得v≈2.1×108 m/s．(2)由n＝sin θ1sin θ2可得光线从左端面射入后的折射角为30°，射到侧面时的入射角为60°，大于临界角45°，因此发生全反射．同理光线每次在侧面都将发生全反射，直到光线到达右端面．由几何关系可以求出光线在光导纤维中通过的总路程s＝2l 3，因此该激光在光导纤维中传输所经历的时间t＝sv≈2.7×10－8s．[答案](1)2.1×108 m/s(2)2.7×10－8s光导纤维问题的解题关键第一步：抓关键点．关键点获取信息光导纤维工作原理：全反射光束不会侧漏光束在侧壁发生全反射“从一个端面射入，从另一个端面射出”，根据这句话画出入射、折射及全反射的光路图，根据全反射的知识求解问题．第四节光的干涉知识点一光的双缝干涉现象将一支激光笔发出的光照射在双缝上，双缝平行于屏，在屏上观察到了明暗相间的条纹．知识点二光产生干涉的条件1．产生稳定干涉图样的条件两列光波的频率相同，相位差恒定，振动方向相同，即光波为相干波，而且两列相干光波到达明(暗)干涉条纹的位置的路程差Δr是波长的整数倍(或半波长的奇数倍)，即满足：Δr＝kλ，k＝0，±1，±2，…(明条纹)Δr＝(2k＋1)λ2，k＝0，±1，±2，…(暗条纹)2．干涉条纹间距公式屏上相邻明条纹(或暗条纹)间的距离Δx＝Ldλ，式中L为观察屏到双缝挡板的距离，d为双缝之间的距离，λ为光的波长．知识点三薄膜干涉1．定义薄膜干涉是光通过薄膜时产生的干涉．薄膜可以是透明固体、液体或由两块玻璃所夹的气体薄层．2．应用举例(1)在相机的镜头上通过镀上增透膜产生干涉，增加透射，减少反射．(2)肥皂泡上的颜色是由肥皂膜的前、后表面反射回来的两组光波相遇后形成的．考点1杨氏双缝干涉如图所示是杨氏双缝干涉实验的示意图，请问在该实验中单缝屏和双缝屏分别所起的作用是什么？提示：单缝屏是为了获得具有唯一频率和振动情况的线光源；双缝屏是为了获得两束频率相同、振动情况完全一致的相干光．1．双缝干涉的示意图2．屏上某处出现亮、暗条纹的条件频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加，如亮条纹处某点同时参与的两个振动步调总是一致，即振动方向总是相同；暗条纹处振动步调总是相反．具体产生亮、暗条纹的条件为(1)亮条纹产生的条件：屏上某点P 到两条缝S 1和S 2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍．即：|PS 1－PS 2|＝kλ＝2k ·λ2(k ＝0,1,2,3，…)k ＝0时，PS 1＝PS 2，此时P 点位于屏上的O 处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹．k 为亮条纹的级次．(2)暗条纹产生的条件：屏上某点P 到两条缝S 1和S 2的路程差正好是半波长的奇数倍．即：|PS 1－PS 2|＝(2k －1)·λ2(k ＝0,1,2,3，…)k 为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开．3．干涉图样的特点(1)单色光的干涉图样特点：中央为亮条纹，两边是明、暗相间的条纹，且相邻亮条纹与亮条纹中心间、相邻暗条纹与暗条纹中心间的距离相等．(2)白光的干涉图样：若用白光做实验，则中央亮条纹为白色，两侧出现彩色条纹，彩色条纹显示不同颜色光的干涉条纹间距是不同的．【典例1】如图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7m的橙色光做实验时，光屏P点及上方的P1点形成相邻的亮条纹．若使用波长为4×10－7 m 的紫光重复上述实验，在P和P1点形成的亮、暗条纹的情况是()A．P和P1都是亮条纹B．P是亮条纹，P1是暗条纹C．P是暗条纹，P1是亮条纹D．P和P1都是暗条纹[思路点拨](1)光的路程差为半波长的偶数倍时出现亮条纹．(2)光的路程差为半波长的奇数倍时出现暗条纹．B[λ橙λ紫＝6×10－74×10－7＝1.5＝32，P1点对橙光：Δr＝n·λ橙，对紫光：Δr＝nλ橙＝n·32λ紫＝3n·λ紫2，因为P1与P相邻，所以n＝1，P1点是暗条纹．对P点，因为Δr＝0，所以仍是亮条纹，B正确．]分析双缝干涉中明暗条纹问题的步骤(1)由题设情况依λ真＝nλ介，求得光在真空(或空气)中的波长．(2)由屏上出现明暗条纹的条件判断光屏上出现的是明条纹还是暗条纹．(3)根据明条纹的判断式Δr＝kλ(k＝0,1,2，…)或暗条纹的判断式Δr＝(2k＋1)λ2(k＝0,1,2，…)，判断出k的取值，从而判断条纹数．考点2薄膜干涉及应用如图所示是几种常见的薄膜干涉图样，这些干涉图样是怎样形成的呢？提示：是由薄膜前、后或上、下表面反射光束相遇而产生的干涉．1．薄膜干涉现象(1)现象：①每一条纹呈水平状态排列．②由于各种色光干涉后相邻两亮纹中心的距离不同，所以若用白光做这个实验，会观察到彩色干涉条纹．(2)成因：①如图所示，竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用，下面厚、上面薄．②在薄膜上不同的地方，从膜的前、后表面反射的两列光波叠加，在某些位置这两列波叠加后互相加强，则出现亮条纹；在另一些位置，叠加后互相削弱，则出现暗条纹．故在单色光照射下，就出现了明暗相间的干涉条纹．③若在白光照射下，则出现彩色干涉条纹．2．用干涉法检查平面平整度如图甲所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的．如果被测表面某处凹下，则对应亮条纹(或暗条纹)提前出现，如图乙中P条纹所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图乙中Q所示．(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左到右的位置顺序上)甲乙3．增透膜(1)为了减少光学装置中的反射光的能量损失，可在元件表面涂一层透明薄膜，一般是氟化镁．(2)如图所示，在增透膜的前后表面反射的两列光波形成相干波，相互叠加，当路程差为半波长的奇数倍时，在两个表面反射的光产生相消干涉，反射光的能量几乎等于零．增透膜的最小厚度：增透膜厚度d＝(2k＋1)λ4(k＝0,1,2,3，…)，最小厚度为λ4．(λ为光在介质中传播时的波长)(3)由于白光中含有多种波长的光，所以增透膜只能使其中一定波长的光相消．(4)因为人对绿光最敏感，一般选择对绿光起增透作用的膜，所以在反射光中绿光强度几乎为零，而其他波长的光并没有完全抵消，所以增透膜呈现淡紫色．【典例2】(多选)光的干涉现象在技术中有重要应用．例如，在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用干涉法检查平面的平整程度．如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层．用单色光从上面照射，在样板上方向下观测时可以看到干涉条纹．如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线(如图甲)，下列说法正确的是()A．这是空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉B．空气层厚度相同的地方，两列波的路程差相同，两列波叠加时相互加强或相互削弱的情况也相同C．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向下凹D．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向上凸ABC[在标准样板平面和被测平面间形成了很薄的空气薄膜，用单色光从标准平面上面照射，从空气薄膜的上下表面分别反射的两列光波频率相等，符合相干条件，在样板平面的下表面处发生干涉现象，出现明暗相间的条纹，A正确；在空气层厚度d相等的地方，两列波的波程差均为2d保持不变，叠加时相互加强和削弱的情况是相同的，属于同一条纹，故薄膜干涉也叫等厚干涉，B正确；薄膜干涉条纹，又叫等厚条纹，厚度相同的地方，应该出现在同一级条纹上．图乙中条纹向左弯曲，说明后面较厚的空气膜厚度d，在左面提前出现，故左方存在凹陷现象，C正确，D错误．故本题选ABC．]被测平面凹下或凸起的形象判断法被测平面凹下或凸起的形象判断法——矮人行走法．即把干涉条纹看成“矮人”的行走轨迹．让一个小矮人在两板间沿着一条条纹直立行走，始终保持脚踏被测板，头顶样板，在行走过程中：(1)若遇一凹下，他必向薄膜的尖端去绕，方可按上述要求过去，即条纹某处弯向薄膜尖端，该处为一凹下．(2)若遇一凸起，他必向薄膜的底部去绕，方可按上述要求过去，即条纹某处弯向薄膜底部，该处为一凸起．因此，条纹向薄膜尖端弯曲时，说明下凹，反之，上凸．。
光纤的种类,都是几芯的？
光纤的种类，都是几芯的？悬赏分：0 - 解决时间：2008-3-14 08:51提问者：casetech_00006 - 一级最佳答案一，光纤的分类光纤是光导纤维（OF：Optical Fiber）的简称。
但光通信系统中常常将Optical Fibe（光纤）又简化为Fiber，例如：光纤放大器（Fiber Amplifier）或光纤干线（Fiber Backbone）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材料作成的纤芯和在它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制造比较简单；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（0.85pm、1.3pm、1.55pm）。
（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、凹陷型等）。
（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、复合材料（如塑料包层、液体纤芯等）、红外材料等。
按被覆材料还可分为无机材料（碳等）、金属材料（铜、镍等）和塑料等。
（5）制造方法：预塑有汽相轴向沉积（VAD）、化学汽相沉积（CVD）等，拉丝法有管律法（Rod intube）和双坩锅法等。
二，石英光纤是以二氧化硅（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。
光纤的种类
光纤的种类1.石英光纤石英光纤（Silica Fiber）是以二氧化硅（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。
石英玻璃光导纤维的优点是损耗低,当光波长为 1.0～1.7μm（约1.4μm附近），损耗只有1dB/km，在1.55μm处最低，只有0.2dB/km。
2.掺氟光纤掺氟光纤（Fluorine Doped Fiber）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锗（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动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的折射率。
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。
由于它的瑞利散射很小，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。
3.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（Infrared Optical Fiber）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。
4.复合光纤复合光纤（Compound Fiber）在SiO2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。
5.氟、氯化物光纤氟化物光纤氯化物光纤（Fluoride Fiber）是由氟化物玻璃作成的光纤。
各种传输媒介在计算机网络中的应用
各种传输媒介在计算机网络中的应用摘要：传输媒介（transmission medium）是指数据传输系统中发送方和接收方之间的物理通道。
它可以分为有线(导向，guided)传输介质和无线（非导向，unguided）传输介质两类。
不同的传输媒介具有不同的传输特性，有各自的应用场合。
因此了解传输媒介的种类和特性，对于我们正确的设计和组建网络很重要。
随着社会的发展和社会需求的不同，各种传输媒介也有不同的发展动态和发展前景。
关键词：传输媒介（transmission medium），有线传输，无线传输，特性，应用，价格，组网，发展动态，前景传输媒介（transmission medium）可以分为有线(导向，guided)传输介质和无线（非导向，unguided）传输介质两类【1，2，3，5，6】。
传输介质直接影响着数据的传输质量。
下面将简要介绍各种传输媒介及其应用。
一、有线传输媒介有线媒介主要包括明线、双绞线、同轴电缆和光纤等。
1.双绞线（Twisted-Pair Cable）1.1双绞线介绍及其特性双绞线也称为双扭线。
把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则的方法绞合起来（减少相邻的导线的电磁干扰）而构成双绞线，局域网中的双绞线是将四对双绞线封装在绝缘外套中的一种传输介质。
双绞线电缆分为非屏蔽双绞线（UTP: Unshielded Twisted Pair）和屏蔽双绞线（STP：Shielded Twisted Pair）两大类。
UTP的频率在100Hz~5MHz之间。
UTP的类型：1)1#UTP，基本双绞线，应用电话系统，通话质量较好，但是通信的速率较低。
2)2#UTP，适合于传输声音和数据，传输速率在4Mbps以上。
3)3#UTP，主要用在电话系统中，对于数据传输，其速率在10Mbps以上。
4)4#UTP，传输速率可以达到16Mbps。
5)5#UTP，对于数据传输，其速率在100Mbps以上。
光纤分类,光纤知识,光导纤维
通信光纤具体分为G.651、G.652、G.653、G.654、G.655和G.656 ;G657七个大类和若干子类1.G.651多模光纤（OM2）主要应用于局域网，不适用于长距离传输，但在300至500米的范围内,IEC和GB/T又进一步按它们的纤芯直径、包层直径、数值孔径的参数细分为A1a、A1b、A1c和A1d四个子类G.651=OM2=A1a=A1（50/125），62.5/125=A1b2.G.652单模光纤（色散非位移单模光纤)常用单模光纤,目前分为G.652A、G.652B、G.652C 和G.652D四个子类,IEC和GB/T把G.652C命名为B1.3外，其余的则命名为B1.1 G.652A=G.652B=G.652D=B1.1——G.652C=B1.3 A和C很少人用,现在,B和D兼容A和C,所以现在市面上都是B和D,渐渐的都是D了，G.652B=B1.1，G.652D=B1.33.G.653单模光纤（色散位移光纤),IEC和GB/T把G.653光纤分类命名为B2型光纤G.653=B24.G. 654光纤（截止波长位移光纤）是超低损耗光纤,也称为1550nm性能最佳光纤，主要用于跨洋光缆，IEC和GB/T把G.654光纤分类命名为B1.2型光纤。
G.654=B1.25.G.655单模光纤（非零色散位移光纤），目前分为G.655A、G.655B和G.655C三个子类，IEC 和GB/T把G.655类光纤分类命名为B4类光纤。
6.G.655=B4 (长途干线使用多) G.655=多模的价格7.G.657（耐弯光纤）FTTH光缆常用G.657A光纤与G.652光纤兼容,G657光纤（耐弯光纤）比G652B贵70元一公里。
这种光纤弯曲半径很小，适合小拐弯角度的地方。
PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)光导纤维
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚甲基丙烯酸甲酯，以丙烯酸及其酯类聚合所得到的聚合物统称丙烯酸类树酯，相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料，其中以聚甲基丙烯酸甲酯应用最广泛。
聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为PMMA，俗称有机玻璃，是迄今为止合成透明材料中质地最优异，价格又比较适宜的品种。
应用方面：PMMA溶于有机溶剂，如苯酚，苯甲醚等，通过旋涂可以形成良好的薄膜，具有良好的介电性能，可以作为有机场效应管（OFET）亦称有机薄膜晶体管（OTFT）的介质层。
PMMA树脂是无毒环保的材料，可用于生产餐具，卫生洁具等，具有良好的化学稳定性、和耐候性。
PMMA树脂在破碎时不易产生尖锐的碎片，美国、日本等国家和地区已在法律中作出强制性规定，中小学及幼儿园建筑用玻璃必须采用PMMA树脂。
全国各地加快了城市建设步伐，街头标志、广告灯箱和电话亭等大量出现，其中所用材料中有相当一部分是PMMA 树脂。
北京奥运工程的户外彩色建材也大量使用了绿色环保的PMMA树脂。
中文名聚甲基丙烯酸甲酯英文名PMMA别称有机玻璃化学式-[CH2C(CH3)(COOCH3)]n-分子量20000-23000CAS登录号9011-14-7水溶性好密度1.2外观美观，光透过率好1名称2安全术语3风险术语4性能5历史6用途7物性表8工艺特性9原料特性10成型重点11加工工艺12应用13PMMA1名称中文别名：2-甲基-2-丙烯酸甲酯的均聚物;聚丙烯酸酯塑料;溶胶;有机玻璃;有机玻璃(杜邦公司聚甲基丙烯酸甲酯的商品名);有机玻璃板材;平均分子量（GPC法）：~350000 .TG(DSC)122;牙托粉PMMA （聚甲基丙烯酸甲酯）英文名称：PolymethylMethacrylate。
英文别名：METHYL METHACRYLATE POLYMER; METHYL METHACRYLATE, POLYMERIZED; METHYL METHACRYLATE RESIN; METHACRYLIC ACID METHYL ESTER POLYMER; LUCITE; POLY(METHYL METHACRYLATE-CO-ETHYLACRYLATE); POLY(METHYL METHACRYLATE), ISOTACTIC2安全术语S24/25Avoid contact with skin and eyes.避免与皮肤和眼睛接触。
光纤维知识点归纳总结
光纤维知识点归纳总结一、光纤的基本原理光纤传播的基本原理是全反射原理。
光在光纤中的传播是由于光在光密介质与光疏介质之间反射所致。
当光线入射在两种介质交界面上，发生的折射和反射是由折射率决定的。
而光纤通过改变折射率的设计，使得当光线沿着光纤传输时，不会发生漏光，从而保证了光信号的传输。
二、光纤的结构光纤通常由芯、包层和外护套组成。
芯是光纤传输光信号的主体，包层用于约束和保护光信号，外护套则用于保护光纤本身以及增强其机械性能。
光纤的结构设计与材料的选择对光信号的传输性能有着重要的影响。
三、光纤的类型根据光纤芯和包层的折射率，可以将光纤分为单模光纤和多模光纤。
单模光纤是指在光纤芯中只有一条光路，适用于远距离通信和高速数据传输；多模光纤是指光纤芯中存在多条光路，适用于短距离通信和局域网传输。
另外，光纤还可根据其传输性能和应用环境的不同分为标准单模光纤、非标单模光纤、高分子光纤等类型。
四、光纤的传输特性光纤的传输特性主要包括传输损耗、色散、非线性效应等。
传输损耗是指光信号在光纤传输过程中损失的能量，主要包括吸收损耗、散射损耗、泄漏损耗等。
色散是指光信号在光纤中传播速度与光波长有关，从而引起信号失真的现象。
非线性效应是指光信号在光纤中传播过程中出现的非线性光学效应，如光子效应、拉曼效应等。
五、光纤的应用光纤在通信领域被广泛应用，包括长距离传输、城市通信、局域网、光纤传感等。
同时，光纤还在医学、军事、工业、科研等领域也有着重要的应用，如光纤传感器、激光器、光纤放大器等。
光纤作为一种重要的光学传输介质，在信息通信、光电子技术、生物医学、制造技术等众多领域都有着重要的应用价值。
通过了解光纤的基本原理、结构、类型、传输特性和应用，我们可以更深入地理解光纤技术的发展和应用前景。
希望本文对大家有所帮助，欢迎指正补充。
光导纤维的种类及其应用
光导纤维的种类及其应用
光导纤维是一种可以将光信号传送的通信线路，在日常生活中可以应用于通信、以及网络技术等。
光导纤维由介质管状的材料和微小的金属纤维组成，这种介质可以传输几乎任何周围的光信号，并将其转换为电子信号。
1、多模光纤：多模光纤是被用来传输多种光信号的光纤，它能够将多个频率的信号进行传输，通常用于广域网络中。
2、单模光纤：单模光纤只能传输单个频率的光信号，这种纤维通常用于一些特定的应用，如长距离传输、宽带数据传输等，其优势在于可以提供更快的传输速度和更低的噪声水平。
3、多芯光纤：多芯光纤由多根单模或多模光纤组成，它们可以并行传输大量的信息，并可以用于制作高速、高容量的网络。
4、多模多芯光纤：多模多芯光纤由多根多模光纤所组成，其优势在于能够传输更多的多频信号，一般会用于多媒体技术和网络技术的应用领域。
5、单模多芯光纤：单模多芯光纤由多根单模光纤组成，它们可以实现高速、高容量的传输，用于对宽带数据传输、多媒体应用以及长距离传输等。
应用领域
1、通信：光导纤维的高速传输能力可以用于各种通信应用。
光导纤维的种类及其应用
-9-
玻璃光纤
2、氟化玻璃光纤 理论上具有超低损耗、工作波长为 2～ 10μm。 具体有AlF3系玻璃、ZBLAN系玻璃和ZrF-HfF4系 玻璃。
氟化玻璃光纤
-10-
玻璃光纤
3、硫化玻璃光纤 工作波长为 1.2～ 12μm、较低的结晶趋势、有很 大的非线性系数和高机械化学稳定性，适合作有 源和无源光纤器件。例如：硫化物As-Se作为激光 器泵浦。
光导纤维的种类及其应用
何俊桦 07 钟嘉铭 31
提纲
1、定义 2、发现与原理
3、种类 4、应用
-2-
一、定义
光导纤维是指光以波导方式在其中传输的光学介 质材料
波导（WAVEGUIDE） ，用来定向引导电磁波 的结构。
-3-
二、光导纤维的发现及原理
1、发现 1870年，英国著名 的物理学家丁铎尔在 暗室里做试验，一股 水流从容器的侧壁孔 中向外流出。当人们 从侧壁给水照明时， 惊奇地发现，本来直 线传播的光，现在竟 沿着这股弯曲的水流 在耀动，变得弯曲了 。
-14-
特种光纤
1、液芯光纤 采用液体材料作为芯、聚合物材料作为光学包层 和保护层的光纤。 特点：大芯径、大数值孔径、光谱传输范围广 、光谱传输效率高、使用寿命长等。
液 体 光 导 管
-15-
特种光纤
2、（空心）光子晶体光纤 光子晶体光纤又被称 为微结构光纤。 它的 横截面上有较复杂的 折射率分布，通常含 有不同排列形式的气 孔，这些气孔的尺度 与光波波长大致在同 一量级且贯穿器件的 整个长度，光波可以 被限制在低折射率的 光纤芯区传播。主要 用于能量传送。
扫描电镜下的空心光子晶体光纤结构
-16-
光子晶体波导原理
光导纤维材料
光导纤维材料光导纤维是一种能够传输光信号的特殊材料，它在现代通信和光学领域中扮演着至关重要的角色。
光导纤维材料的研究和应用已经取得了许多重要进展，对于提高通信速度、提升数据传输质量以及推动光学技术的发展都具有重要意义。
光导纤维材料通常由高纯度的二氧化硅或塑料等材料制成，其核心特点是具有高度的透明度和反射性能。
这种材料能够将光信号在其内部进行高效传输，同时又能够保持信号的稳定性和完整性。
在光通信系统中，光导纤维材料能够实现长距离的数据传输，而且具有较低的信号衰减率和较高的传输带宽，因此被广泛应用于光纤通信网络中。
除了在通信领域中的应用，光导纤维材料还被广泛应用于医疗、工业、军事和科学研究等领域。
在医疗领域，光导纤维被用于内窥镜、激光手术和光学诊断设备中，能够实现微创手术和高清影像的传输。
在工业领域，光导纤维被应用于激光切割、焊接和材料加工等领域，能够提高生产效率和降低能源消耗。
在军事领域，光导纤维被用于激光导引武器、光学侦察和通信系统中，具有隐蔽性强、抗干扰性好的特点。
在科学研究领域，光导纤维被用于光学实验、光学测量和光学探测等领域，能够实现高精度的光学信号传输和探测。
随着科学技术的不断进步，光导纤维材料的研究和应用也在不断拓展。
未来，随着光通信、光学技术和光学器件的发展，光导纤维材料将会有更广泛的应用场景和更多的技术创新。
我们期待着光导纤维材料能够为人类社会带来更多的便利和发展，为推动科技进步和人类福祉做出更大的贡献。
总之，光导纤维材料作为一种重要的光学材料，在通信、医疗、工业、军事和科学研究等领域都具有重要的应用价值，其研究和应用前景广阔。
希望通过不断的科研探索和技术创新，能够进一步提高光导纤维材料的性能和功能，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
光导纤维工作原理
光导纤维工作原理
光导纤维是一种能够传输光信号的纤维材料。
其工作原理基于全内反射的原理。
光导纤维通常由两层不同折射率的材料组成：核心和包层。
核心是光信号传输的区域，折射率较高，而包层则是包裹在核心周围的低折射率材料。
当光信号从一端进入光导纤维时，会被核心中的高折射率所限制，导致光线发生全内反射。
这使得光信号能够沿着纤维的长度传输，而不会被外界干扰或衰减。
光信号在光导纤维中的传输速度主要取决于两个因素：折射率差和光信号的入射角度。
折射率差越大，传输速度越快。
而入射角度越小（接近与纤维轴线垂直），则光信号的传输距离越长。
光导纤维的核心直径通常非常细小，在几个微米到几十微米之间。
这使得光导纤维能够集成在各种传输系统中，并且具有较高的传输容量和速度。
光导纤维被广泛应用于通讯领域，用于长距离的数据传输。
其工作原理的优点包括免受电磁干扰、抗噪声、传输速度快等。
同时，光导纤维还被用于医疗领域，如内窥镜等显微手术器械中，以实现精确的光信号传输。
总结起来，光导纤维通过利用全内反射的原理，在纤维的核心
和包层之间形成光信号的传输通道，以实现高速、长距离的光信号传输。
光导纤维的导光原理
光导纤维的导光原理
光导纤维是一种能够将光信号传输的特殊纤维材料，它的导光
原理是通过光的全反射来实现光信号的传输。
光导纤维通常由内核
和包层两部分组成，内核的折射率要大于包层，这样在光线传输时
就能够实现全反射，从而避免光信号的损失。
在光导纤维中，光信号的传输是通过光的全反射来实现的。
当
光线从内核射向包层时，如果入射角小于临界角，光线就会被全反射，一直沿着内核传播。
这样就能够避免光信号的衰减和损失，实
现远距离的光信号传输。
光导纤维的导光原理是基于光的全反射，因此在光信号传输过
程中，需要保持光线的入射角小于临界角，这样才能够实现光信号
的稳定传输。
同时，光导纤维的材料和结构也需要具备一定的要求，以确保光信号的传输质量。
除了全反射，光导纤维的导光原理还涉及到光的折射和散射等
现象。
在光信号传输过程中，这些现象会对光信号的传输产生一定
的影响，因此需要通过设计合理的光导纤维结构和材料，来减小这
些影响，提高光信号的传输效率和质量。
总的来说，光导纤维的导光原理是基于光的全反射，通过合理设计的光导纤维结构和材料，来实现光信号的稳定传输。
这种原理不仅在通信领域得到了广泛的应用，还在医疗、工业等领域发挥着重要作用，为人们的生活和工作带来了便利和效益。
光导纤维的导光原理是一种重要的光学原理，对于光通信和光传感等领域的发展具有重要意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
9
微 型 掺 铒 光 纤 放 大 器
（二）塑料光纤（POF）
塑料光纤(Polymer Optical Fiber，简写POF)是由高折射率 的聚合物材料为纤芯和低折射率的聚合物材料为包层所构 成的光纤。
10
塑料光纤之——
1、低损耗塑料光纤 由于聚甲基丙烯酸甲酯 （PMMA)中的损耗主要取决 于分子振动吸收和瑞利散射 ，其损耗丌能显著降低。 用氘取代C—H中的H是 降低损耗的重要途径，氘化 的主要作用是降低分子振动 吸收，氘代度越高，损耗水 平越低。 由于氘化单体的聚合速 率较缓慢，聚合物的内应力 小，所以氘化也能降低瑞利 散射。 11
17
枪用光纤传像瞄准镜
光纤内窥镜
特种光纤之 3、液芯光纤 采用液体材料作为芯、聚合物材料作为光学包层和保 护层的光纤。 特点：大芯径、大数值孔径、光谱传输范围广、光谱 传输效率高、使用寿命长等。
液 体 光 导 管
18
特种光纤之 4、光子晶体光纤 光子晶体光纤(Photonic Crystal Fibers , PCF)又被 称为微结构光纤（MicroStructured Fibers, MSF)。 它的横截面上有较复杂的 折射率分布，通常含有不 同排列形式的气孔，这些 气孔的尺度不光波波长大 致在同一量级且贯穿器件 的整个长度，光波可以被 限制在低折射率的光纤芯 区传播。
19
三、光导纤维的应用
1、通信领域
特点
传输衰减小,距离长; 传输频带宽,通信容量大; 抗电磁干扰,传输质量好; 体积小,重量轻,便于施工; 原材料丰富,节约有色金属,环保;
用于局域网，城域网的光纤线路
通信系统
制备长距离的光纤线路
21
光导纤维应用之 2、医学领域 光导纤维可以用于食道﹑直肠﹑膀胱﹑子宫﹑胃等深部 探查内窥镜（胃镜﹑血管镜等）的光学组件和丌必切开皮肉 直接插入身体内部，切除癌瘤组织的外科手术激光刀，即由 光导纤维将激光传递至手术部位。
15
（三）特种光纤
1、偏振保持单模光纤 偏振保持光纤，指能使 输入该光纤的线偏振光独 立、稳定地在光纤中传输 的一种单模光纤。
偏振切换器
16
单偏振态空气包层光子晶体光纤
特种光纤之——
2、大芯径大数值孔径光纤 芯径和数值孔径大于标称值，即芯径大于62．5微米、数 值孔径大于0．23微米的光纤。 特点：损耗大、带宽低。
13
塑料光纤之——
4、荧光塑料光纤 荧光塑料光纤是在芯材中掺入一定量的荧光剂，其入射 断面输入特定波长的光，这种光为荧光剂所吸收，然后发出 另一特定波长的光，由塑料光纤出射端面输出。 荧光塑料光纤可制成特殊的光纤传感器，也可制作成功 率放大器。
14
塑料光纤之——
5、非线性塑料光纤 制作：采用偶极性有机材料同芯材混合，用垂直机头牵 引挤出成型，幵在靠近模头处设置高强直流电场，这样处于 黏流态聚合物中的偶极性有机物获取电场取向，随着黏流态 聚合物的冷却成型，非线性有机材料偶极取向固定，从而获 得非线性塑料光纤。 应用：这种非线性塑料光纤可制作成电光及非线性光学 器件，是一种新型的塑料光纤。
光导纤维的种类及其应用
PPT制作：骆娅 论文撰写：陈宝仪
1
光导纤维是指光以波导方式在其中传输的光学介质材料
2
提纲
1 2 3 4
3
发现及原理
光导纤维的种类
光导纤维的应用
前景展望
一、光导纤维的发现及原理
1、发现 1870年，英国著名 的物理学家丁铎尔在暗室 里做试验，一股水流从容 器的侧壁孔中向外流出。 当人们从侧壁给水照明时， 惊奇地发现，本来直线传 播的光，现在竟沿着这股 弯曲的水流在耀动，变得 弯曲了。
24
光导纤维的应用之 5、工业领域 可传输激光迚行机械加工； 制成各种传感器用于测量压力、温度、流量、位移、光泽 、颜色、产品缺陷等； 也可用于工厂自动化、办公自动化、机器内及机器间的信 号传送、光电开关、光敏组件等。
飞秒光纤激光器
25
光纤光栅压力传感器
光导纤维的应用之 6、其他领域 还可用于火车站、机场、广场、证券交易场所等大型显 示屏幕，短距离通讯和数据传输，将光电池纤维布不光导 纤维布巧妙地结合在一起可制成夜间放光的夜行衣。
主要应用于较长距离的光通信领域，取代同轴电缆和微波 通信，它又可分为石英光纤、氟化玱璃光纤和硫化玱璃光 纤等。
石英光纤
7
氟化物保编光纤
1、硫化玻璃光纤 硫化物玱璃光纤具有较宽的红外透明区域(1.2-12μm)， 有利于多信道的复用。 硫化物玱璃有较低的结晶趋势和高机械化学稳定性， 适 合作有源和无源光纤器件。
4
2、原理 光能够在玱璃纤维或塑 料纤维中传递是利用光在 折射率丌同的两种物质的 交界面处产生“全反射” 作用的原理。 3、结构 光纤主要由芯线和包层 两部分组成。内芯具有高 折射率，包层是低折射率 ，最外面为塑料护套。这 样光在芯线不包层的界面 上作多次全反射而曲折前 迚，丌会透过界面。
26
光纤显示屏
四、前景展望
• 超大容量、超长距离传输技术在未来跨海光传输系
光纤通信
统中有广阔的应用前景。 • 改良多模光纤，用于未来局域网和用户驻地网的
新型多模
高速发展，因为其适用于大量综合布线和比单模 更易连接与耦合。 •低色散斜率大的光纤具有更大的功率传输能力，
光纤
新型 NZDSF
可以实现更多波长通道数目、更低的误码率、更长 的放大间距和更少的放大器，实现更低成本。
的设计
27
等等。。。
28
5
二、光导纤维的种类
1、按材质组成：玱璃光纤、塑料光纤、晶体及液芯等特种 光纤等 2、按工作波长：紫外、可见、近红外及红外光导纤维。
3、按折射率：阶跃型、近阶跃型、渐变及其他光导纤维。
4、按传输模式：单模光纤、多模光纤。 5、按应用：通信光纤、传感光纤、传光光纤、激光光纤、 红外光纤等。
6
（一）玻璃光纤
低损耗PMMA塑料光纤
塑料光纤之——
2、耐热塑料光纤 普通的塑料光纤耐热性丌高，一般在80℃以下，而 无机光纤至少可在100℃以上的温度下使用。
12
塑料光纤之——
3、耐湿塑料光纤 塑料光纤容易吸潮，而水能增强芯材聚合物C—H的振 动吸收，使光纤的损耗增大。 将脂肪环、苯环和长链烷基引入芯材聚合物中，能提 高塑料光纤的耐湿性。另外，改善包层或增加包层数也可 以改善塑料光纤的耐湿性。
光 纤 内 窥 镜
22
光导纤维的应用之 3、照明和光能传送领域 利用光导纤维迚短距离可以实现一个光源多点照明，光 缆照明。还可用于易燃﹑易爆﹑潮湿和腐蚀性强的环境中丌 宜架设输电线及电气照明的地方作为安全光源。
23
光导纤维的应用之 4、国防军事领域 可以用光导纤维来制成纤维光学潜望镜，装备在潜艇、 坦克和飞机上，用于侦察复杂地形或深层屏蔽的敌情。
硫化物玱璃光纤具 有很大的非线性系 数，用它制作的非 线性器件，可以有 效地提高光开关的 速率，开关速率可 以达到数百Gb/s以 上. ~~哈哈，你丌知道吧
硫 化 玻 璃 光 纤
8
2、重金属氧化物玻璃光纤 重金属氧化物玱璃光纤是以GeO2、La2O3、TeO3和GOAL2O3等玱璃为基础的光纤。 重金属氧化物玱璃光纤声子具有声子能量小、红外透 过范围广、稀土掺杂浓度高、非线性折射率高等优点，在 光纤放大器、非线性光纤等方面得到了 广泛研究不应用。