光导纤维ppt课件
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光缆熔接技术介绍ppt课件
纤芯分配图
纤芯分配图应包括: 1.局端站名 2.光缆芯数 3.光缆纤芯分配情况: 纤芯分配图绘制以简单名了为原则， 能用一根线表达多芯时，因以一根线 表达。
单盘测试记录
1.单盘测试记录应在光缆到货后就进行 检测，测试时应先准备好单盘测试记 录空表格，现场测试，现场填写记录， 现场签字认可。（测试前应通知监理 或随工到场) 2.测试时应记录好光缆型号、盘号、缆 长、 折射率等信息。( 其体觅附表厂 测试时应注意调整测试折射率与光缆 盘折射率一致，以免造成测试误差。
3.3手动测试设置
3.4 实时方式:
实时方式是对曲线不断的扫描刷新，由于曲线在不 断的跳动和变化，所以较少使用。 3.5反射、非反射:
事件是光纤中引起轨迹从直线偏移的变动。可以分析 为反射或非反射。 3.5.1 反射事件:当一些脉冲能量被反射，例如在连接器上， 反射事件发生。反射事件在轨迹中产生尖峰信号(有一个 急剧的上升和下降) 3.5.2 非反射事件在光纤中有一些损耗但没有光反射的部 分发生。非反射事件在轨迹上产生一个倾角。通常为熔 接接头。 OTDR判断被测试光纤中反射事件的门限值。在测试过程 中，凡有超过该值的反射点即称为事件点。
2.光纤剥线钳(米勒钳)
光纤剥纤钳是用于去除光纤表层的涂覆层。
3.光纤切割刀
光纤切割刀用于切割像头发一样细的石英玻璃光 纤，切好的光纤末端经数百倍放大后观察仍是平 整的，才可以用于放电熔接。
4.OTDR(光时域反射仪)
用于光缆线路的维护、施工之中，可进行光纤长 度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的 测量。
1.5.仔细观察光纤剥除部分的涂覆层是否全部剥 除，若有残留应重剥。 一般剥除30-40mm的涂覆层。 1.6.使用无水乙醇将光纤擦拭干净，听到嗤嗤声 音表示干净。 1.7.切割光纤时，对0.25mm ( 外涂层)光纤，切 割长度为8mm~ 16mm,对0.9mm (外涂层)光纤 切割长度只能是16mm。保证切割刀的清洁，切 割好后，注意防尘和禁止碰到任何物体。
光导纤维简介
所谓光导纤维是细如毛发并可自 由弯曲的导光材料。
光导纤维的曲折发展
光通讯是人类最早应用的通讯方式之一。 从烽火传递信号，到信号灯﹑旗语等通讯方式， 都是光通讯的范畴。但由于受到视距﹑大气衰减 ﹑地形阻挡等诸多因素的限制，光通讯的发展缓 慢。 • 1870年的一天，英国物理学家丁达尔到皇家 学会的演讲厅讲光的全反射原理，他做了一个简 单的实验：在装满水的木桶上钻个孔，然后用灯 从桶上边把水照亮。结果使观众们大吃一惊。人 们看到，放光的水从水桶的小孔里流了出来，水 流弯曲，光线也跟着弯曲，光居然被弯弯曲曲的 水俘获了 。
按光纤的工作波长分：短波长光纤、 长波长光纤和超长波长光纤。 • 短波长光纤是指0.8～0.9μm的光 纤； • 长波长光纤是指1.0～1.7μm的光 纤； • 而超长波长光纤则是指2μm以上 的光纤。
按最佳传输频率窗口分：
常规型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单 一波长的光上，如1300μm。 • 色散位移型：光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化 在两个波长的光上，如：1300μm和1550μm。 • 我们知道单模光纤没有模式色散所以具有很高的带 宽，那么如果让单模光纤工作在1.55μm波长区，不就可 以实现高带宽、低损耗传输了吗？但是实际上并不是这 么简单。常规单模光纤在1.31μm处的色散比在1.55μm 处色散小得多。这种光纤如工作在1.55μm波长区，虽然 损耗较低，但由于色散较大，仍会给高速光通信系统造 成严重影响。因此，这种光纤仍然不是理想的传输媒介。 •
• 重量轻
因为光纤非常细，单模光纤芯线直径一般 为4um～10um，外径也只有125um，加上防水层、 加强筋、护套等，用4～48根光纤组成的光缆直 径还不到13mm，比标准同轴电缆的直径47mm要小 得多，加上光纤是玻璃纤维，比重小，使它具有 直径小、重量轻的特点，安装十分方便.
光电功能材料--光纤材料 ppt课件
3 波导散射 是由波导的结构缺陷产生的，如波导芯的直径有起伏，界面粗 糙，凹凸不平，就会引起传导模的附加损耗
波导 ：waveguide，能限定和引导电磁波在长度方向上传 播的管道
光纤传输信息具有许多优点：
●载频为3×1014Hz，约为电视通信所用超高频 的100000倍，从而使信息载带容量或带宽激增；
氟化铍 在红外区的本征损失为石英的l/6，可拉制透射2 µm波段的光纤。该种光纤有可能将光信号无中继传输数百甚 至上千公里。
氟化锆 理论损耗达0.001dB/km(2.55µm)(比 最好的石英光纤低两个数量级)，透过率可达氧 化物玻璃的100倍，且受高能辐照不易黑化。氟 化锆基玻璃的主成分为氟化锆(60~70mol％)，并 以氟化钡(20~30mol％)为改性剂(降低熔点)， 以 少量其它氟化物作稳定剂(如AlF3、LaF3、PbF2 作结晶化抑制剂)和指数改性剂(如PbF2)，借以获 得合适的纤芯和包层组分。这种玻璃光纤的透射
B 硫属玻璃光纤
砷、锗、锑与硫属元素硫、硒构成的玻璃叫 硫属玻璃，光学损耗高，主要用于短距离传能。 目前己拉出在CO和CO2激光波长下损耗为数百dB 的纤维。在一根光纤上能传输数瓦的能量，这对 拓宽CO2和CO大功率激光器的应用领域有重要意 义。
C 重金属氧化物光纤
对此类纤维的研究，主要局限于GeO2系统。 抽成丝后最小损耗约为4dB/km(2µm)。可用作红 外光纤、非线性光学光纤，尤其是可用来实现光 信号放大，有可能用于超长距离光学传输系统。
波长范围从7~8 µm的红外区一直延伸到0.2~0.3 µm的近紫外区。
拉出的Zr（锆）－Ba－La－Al－Li－Pb(纤 芯)／Zr－Ba－La－Al－Li (包层)氟化物光 纤，在2.55 µm下的最低损耗为6.8dB/km， 纤维的“实用”强度高达3800MPa。估计 氟化物玻璃光纤接近0.001dB/km的最低理 论损耗，从而实现横跨大洋的通信。
波导 ：waveguide，能限定和引导电磁波在长度方向上传 播的管道
光纤传输信息具有许多优点：
●载频为3×1014Hz，约为电视通信所用超高频 的100000倍，从而使信息载带容量或带宽激增；
氟化铍 在红外区的本征损失为石英的l/6，可拉制透射2 µm波段的光纤。该种光纤有可能将光信号无中继传输数百甚 至上千公里。
氟化锆 理论损耗达0.001dB/km(2.55µm)(比 最好的石英光纤低两个数量级)，透过率可达氧 化物玻璃的100倍，且受高能辐照不易黑化。氟 化锆基玻璃的主成分为氟化锆(60~70mol％)，并 以氟化钡(20~30mol％)为改性剂(降低熔点)， 以 少量其它氟化物作稳定剂(如AlF3、LaF3、PbF2 作结晶化抑制剂)和指数改性剂(如PbF2)，借以获 得合适的纤芯和包层组分。这种玻璃光纤的透射
B 硫属玻璃光纤
砷、锗、锑与硫属元素硫、硒构成的玻璃叫 硫属玻璃，光学损耗高，主要用于短距离传能。 目前己拉出在CO和CO2激光波长下损耗为数百dB 的纤维。在一根光纤上能传输数瓦的能量，这对 拓宽CO2和CO大功率激光器的应用领域有重要意 义。
C 重金属氧化物光纤
对此类纤维的研究，主要局限于GeO2系统。 抽成丝后最小损耗约为4dB/km(2µm)。可用作红 外光纤、非线性光学光纤，尤其是可用来实现光 信号放大，有可能用于超长距离光学传输系统。
波长范围从7~8 µm的红外区一直延伸到0.2~0.3 µm的近紫外区。
拉出的Zr（锆）－Ba－La－Al－Li－Pb(纤 芯)／Zr－Ba－La－Al－Li (包层)氟化物光 纤，在2.55 µm下的最低损耗为6.8dB/km， 纤维的“实用”强度高达3800MPa。估计 氟化物玻璃光纤接近0.001dB/km的最低理 论损耗，从而实现横跨大洋的通信。
纤支镜在ICU应用PPT课件
04
纤支镜在ICU应用的案例 分享
成功案例一：重症肺炎的诊断与治疗
01
02
03
患者情况
患者因重症肺炎入住ICU， 病情严重，常规治疗无效。
纤支镜应用
通过纤支镜进行支气管肺 泡灌洗，清除炎症物质， 改善通气。
治疗效果
患者病情迅速好转，呼吸 功能明显改善，顺利脱离 呼吸机。
成功案例二：肺不张的诊断与治疗
智能化辅助系统的应用
03
借助人工智能和机器学习技术，未来可能会出现智能化的纤支
镜辅助系统，帮助医生更快速、准确地做出诊断。
培训与资质认证的必要性
培训体系的完善
为了提高纤支镜操作水平，未来 需要建立完善的培训体系，包括 理论学习、模拟训练和临床实践
等环节。
资质认证的推广
建立纤支镜操作资质认证制度，确 保只有具备相应资质的医生才能进 行纤支镜操作。
患者情况
患者因肺不张导致呼吸困 难，常规检查难以确诊。
纤支镜应用
通过纤支镜观察到支气管 内阻塞，进行清除和引流。
治疗效果
患者肺不张得到纠正，呼 吸困难缓解，病情稳定。
失败案例：操作失误导致的并发症及防范措施
案例概述
一例患者在接受纤支镜检查时发 生操作失误，导致气胸并发症。
原因分析
操作过程中医生未能准确掌握镜 头的深度和角度，导致支气管损
纤支镜在ICU应用的优势 与局限性
纤支镜在ICU应用的优势
直观、准确
纤支镜可以直接观察到肺部和 支气管的病变，对诊断和治疗
有重要指导意义。
安全性高
相比传统的开胸手术，纤支镜 手术创伤小，恢复快，并发症 少。
操作简便
纤支镜操作简便，可在床边进 行，方便对重症患者进行治疗 。
光纤和激光传感器ppt课件
半屈式内镜阶段（1932～1957）
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
光导纤维内镜阶段（1957年至今）
• 1954年，英国的Hopkins和Kapany发明了光导纤维技 术。
• 1911年Elsner对Rosenhein式胃窥镜作了改进， 在前端加上橡皮头做引导之用，但透镜脏污后 便无法观察成为主要缺陷，Elsner式胃镜1932 年以前仍处于统帅地位。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
• 功能型光纤（光纤传感器）
– 可以测量的物理信息种类：声、振动、温度、磁、 旋转等
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
3.9.1 光纤传感器
• 1）
•
纤芯为石英玻璃等材料制成的导光纤维细丝，直
• 最初Bozzine研制的第一台硬管内镜以烛光为 光源，后来改为灯泡作光源，而当今从内镜获 得的是彩色相片或彩色电视图像。这图像不再 是组织器官的普通影像，而是如同在显微镜下 观察到的微观像，微小病变清晰可辨，其影像 质量已达到了较高的水平。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
光导纤维内镜阶段（1957年至今）
• 光在光纤内经过若干次的全反射,光就能从光纤的一端 以光速传播到另一端,这就是光纤传光的基本原理
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
光导纤维内镜阶段（1957年至今）
• 1954年，英国的Hopkins和Kapany发明了光导纤维技 术。
• 1911年Elsner对Rosenhein式胃窥镜作了改进， 在前端加上橡皮头做引导之用，但透镜脏污后 便无法观察成为主要缺陷，Elsner式胃镜1932 年以前仍处于统帅地位。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
• 功能型光纤（光纤传感器）
– 可以测量的物理信息种类：声、振动、温度、磁、 旋转等
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
3.9.1 光纤传感器
• 1）
•
纤芯为石英玻璃等材料制成的导光纤维细丝，直
• 最初Bozzine研制的第一台硬管内镜以烛光为 光源，后来改为灯泡作光源，而当今从内镜获 得的是彩色相片或彩色电视图像。这图像不再 是组织器官的普通影像，而是如同在显微镜下 观察到的微观像，微小病变清晰可辨，其影像 质量已达到了较高的水平。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
光导纤维内镜阶段（1957年至今）
• 光在光纤内经过若干次的全反射,光就能从光纤的一端 以光速传播到另一端,这就是光纤传光的基本原理
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核潜艇潜望镜
光学潜望镜
20
工业领域
在工业上，可传输激光进行机械加工；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。
光导微机介质损耗仪
传感器
21
照明和光能传送领域
光导纤维还可用于火车站、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，将光电池纤维布与光导纤维布巧妙地结合在一 起可制成夜间放光的夜行衣。
10
棒管法 沉积法 复合纺丝法
光导纤维
11
棒管法 棒管法是将芯料高聚物制成棒状，外面套上包
层材料管，然后再一起加热到高弹态进行拉伸制成 光纤；
沉积法 沉积法是将包层材料溶解或熔化为液态，然后使
芯子从中穿过，从而使其附着在芯材上形成包层；
12
复合纺丝法 复合纺丝法则分别把芯子和包层两种成纤高聚
物溶融，用复合喷丝板纺丝成型。自聚焦型光纤是 将具有不同折射率和聚合反应速度的单体注入一垂 直的聚合管中，在旋转的情况下，通过光或热激发 使之发生共聚，聚合物从管壁向轴中心逐渐析出， 随着单体转化为聚合物的转化率上升，共聚物的折 射率不断变化，最终得到折射率由里至外逐渐下降 呈抛物线分布的产物。
除上述方法外，自聚焦型光纤还可用离子交换法、单体扩散法和共混 法制备。但自聚焦型光纤多处于实验和试制阶段，所以实用光纤仍以全反 射型为主。
在国防军事上，光导纤维也有广泛的应用，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。光纤通讯的另一特点是其保密性好、不受干扰 且无法窃听，这一优点使其广泛应用于军事领域。在国防军事上，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。
射角,总可以使折射光线在界面上的入射角大于全反射的临界角。这
样,光线将在界面上发生多次的内全反射,向前传送,由光纤另一端射
出。大量的光导纤维集成一束,不仅能传光,而且还能传送图像。
6
光纤分类
光学纤维可分为阶跃型和梯度型两类。 光纤的种类有很多种，分类方法也各不相同，常见的有： 按材料组成可分为玻璃，石英和塑料光导纤维； 按纤维结构可分为皮芯型和自聚集型； 按形状和柔性分为可挠性和不可挠性光导纤维； 按传递光的波长分为可见光、红外线、紫外线、激光等光导纤维； 按化学组成分为熔石英玻璃光纤、氟化物玻璃光纤和硫化物玻璃光纤等； 按应用又分为通信光纤，激光光纤，传感光纤，传光光纤 ； 按传输模式分单模光纤和多模光纤； 按光纤折射率分布分阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤。
光纤中的散射损耗包括三种类型，即线性散射， 结构缺陷散射和非线性散射。
9
光纤的制备包括两个过程，即制棒和拉丝。为了获得低 损耗的光纤，这两个过程都要在超净环境中进行。
全反射型光导纤维目前有棒管法、沉积法和复纺丝法 3种加工方法。
塑料光纤制备的工艺流程： 单体精制→聚合→纺丝→包层和拉伸→光缆加工
1
1
光导纤维发展历程
2
光导纤维概述
3
光导纤维的制备工艺
4
光导纤维的应用
5
光导纤维展望
2
1966年，美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆 (C.A.Hockham)发表论文，预见了低损耗的光纤能够用于通 信，敲开了光纤通信的大门，引起了人们的重视。
1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km 的光纤，光纤通信时代由此开始。光纤通信是以很高频率 (1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通 信。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积 小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士 青睐，发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980年到 2000年增加了近1万倍，传输速度在过去的10年中大约提高 了100倍。
7
光纤传输优点 1 频带宽
2 损耗低
3 重量轻
5 保真度高 6 工作性能可靠 7 成本不断下降
4 抗干扰能力强
8
缺点：主要是光纤损耗。
引起光纤损耗的因素较多，主要可以归结为两大类： 材料的吸收损耗和散射损耗。
石英光纤吸收损耗产生的原因有三个，即材料本 征吸收损耗，原子缺陷吸收损耗和杂质吸收损耗。
包层位于纤芯外层，直径2b为100～150μm。 作用是将光波限制在纤芯中。
纤芯和包层即组成裸光纤，两者采用高纯度的二氧化硅 组成，但为了使光波在纤芯中传送，应对材料进行不同 掺杂，使包层材料折射率n2比纤芯材料折射率n1小，即 光纤导光的条件是n1>n2。
一次涂覆层是为了保护裸纤而在其表面涂上的聚氨 基甲酸乙酯或硅酮树脂层，厚度一般为30～150μm。
3
光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝（主要成分是二氧化 硅），直径只有1~100μm左右。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，光由一端进入，在内芯和外套的 界面上经多次全反射，从另一端射出。
光导纤维为混合物，属于非晶体。
4
纤芯位于光纤的中心，直径2a为5～75μm, 作用是传输光波。
缺点： 光纤制造工艺复杂，生产成本较高； 光纤连接复杂； 配套光器件价格较高
17
通信领域
卫星通信
家庭光纤宽带
18
医学领域
❖ 医学上用光导纤维制成纤 维镜，把探头送到人的食 道、胃或十二指肠中去， 光线通过传光束照明这些 器官的内壁，再通过传像 束把内部的病变情况传到 目镜，进行观察。
19
国防军事领域
套层又称二次涂覆或被覆层，多采用聚乙烯塑料或聚丙烯 塑料、尼龙等材料，经过二次涂覆的裸光纤称为光纤芯线。
5
光由折射率大的物质进入折射率小的物质时,在两种物质的交
界面上会产生全反射,使光不进入折射率小的物质,而全部返回到折射
率大的物质中。光导纤维由纤芯和包层两部分组成。纤芯的折射率比
包层的折射率稍大,它们之间有良好的光学接触。只要选取合适的入
13
通信 工业
医学
照明
光能传送 国防军事
14
光纤通信原理 光纤通信采用数字通信原理。
编码 模拟信号
010011010
解码
数字信号
模拟信号
15
光纤通信网络
光--电--光中继的数字通信
单信道全光中继数字通信
16
光纤通信特点
优点： 信号损耗小，中继距离长； 光纤为绝缘体不受电磁干扰； 玻璃光纤不产生电磁场，保密性高； 重量轻，易于施工和运输；