光导纤维

光导纤维

1．简介：

光导纤维又称导光纤维﹑光学纤维，是一种把光能闭合在纤维中而产生导光作用的玻璃细丝纤维。它能将光的明暗﹑光点的明灭变化等信号从一端传送到另一端。光导纤维是由两种或两种以上折射率不同的透明材料通过特殊复合技术制成的复合纤维。为了防止光线在传导过程中的“泄漏”，必须给玻璃细丝穿上“外套”。所以它的基本类型是由实际起着导光作用的芯材和能将光能闭合于芯材之中的皮层构成。外包层的折射率通常比芯线折射率小。这样光线进入芯线在芯线和外包皮层的界面上作多次全反射而曲折前进，不会透过界面。为了减少光在长距离传导中的损耗，要采用超纯石英玻璃来制造光导纤维；同时尽量改善玻璃内部结构上的均匀性；还有采用波长较长的激光速进行传导以提高光导纤维的传导效果。光导纤维有各种分类方法：按材料组成万分可分为玻璃﹑石英和塑料光导纤维；按形状和柔性分为可挠性和不可挠性光导纤维；按纤维结构分为皮芯型和自聚集型（又称梯度型）；按传递性分为传光和传象光导纤维；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。

2．制造：

制造光导纤维的方法有多种，常见的是管棒法。即将折射率较大的玻璃棒插入折射率较小的玻璃管中，一起放入电炉加热，在高温熔融状态下拉成内外两层的玻璃纤维长丝。为了保证光导纤维的内外两层玻璃间有良好的接触，玻璃管和棒料必须经过严格的质量检验，棒料外表面要进行研磨抛光。

目前生产的光导纤维有单模和多模两种。所谓“模”就是指传导光线的路径。单模光纤十分细，芯经在10um以下，外经为125um，只能有一速光线沿芯线的中心传播。多模光纤较粗，芯经为50um，外经125um，光线在光纤中沿着多条路径行进。

3．应用：

（1）光纤通信（光缆）：是利用激光作载波由光导纤维传送信息的有线通信方式。通讯形式是：声音和图像――电信号――光信号――传到接收端――电信号――声音和图像。

光纤有许多优点：

（2）医生的好助手：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）的光学元件和不必切开皮肉直

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。

（3）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，用于侦察复杂地形或深层屏蔽的敌情。

（4）摄像系统：

（5）在工业方面，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﹑光敏元件等。

此外，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制成夜间放光的夜行衣，不仅为夜行人起照明作用，还可提高司机的观察视距，能够有效地减少交通事故的发生。