光纤光谱仪 | 光纤的基本信息

光纤光谱仪 | 光纤的基本信息

光纤的传输原理主要基于光的全反射现象。光纤是一种由玻璃或塑料制成的细长纤维，其结构主要由纤芯、包层和涂覆层三部分组成。

纤芯：位于光纤的中心，由高折射率的材料制成（如高纯度的二氧化硅掺有少量掺杂剂），用于传输光信号。

包层：包围在纤芯周围，由折射率略低于纤芯的材料制成（同样为高纯度的二氧化硅掺有少量掺杂剂），为光的传输提供反射面和光隔离，确保光信号在纤芯内发生全反射并沿轴向传输。

涂覆层：覆盖在包层外面，通常由丙烯酸酯、硅橡胶、尼龙等材料制成，主要起保护光纤的作用，增加光纤的机械强度和可弯曲性。

当光线从光纤的一端进入时，如果入射角度大于临界角，光线会在纤芯和包层的交界面上发生全反射，从而沿着光纤的轴向不断传输。这种全反射现象会不断重复，使得光信号能够传输到光纤的另一端。由于光在光纤中的传播是全反射现象，因此光信号几乎不会因为光的漏失而减弱，能够保持较远距离的传输。

光纤的这种传输方式具有高速、低损耗、抗干扰等优点，使得光纤在通信、网络、传感器等领域有着广泛的应用。

光纤按照不同的分类标准可以分为多种类型，以下是一些常见的光纤类型：

按制造光纤所用的材料分：

• 石英系光纤：是目前通信中普遍使用的光纤类型，具有高纯度、低损耗等特点。

• 塑料光纤：用高度透明的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）制成，制造成本低廉，但损耗较大，带宽较小，适用于短距离低速率通信。

按光在光纤中的传输模式分：

• 单模光纤：中心玻璃芯很细（芯径一般为9或10μm），只能传输一种模式的光信号，具有较高的传输带宽和较长的传输距离，适用于长距离通信和高速数据传输。

• 多模光纤：中心玻璃芯较粗（50或62.5μm），可传输多种模式的光信号，但模间色散较大，传输距离较短，适用于短距离通信和低速数据传输。

按折射率分布情况分：

• 阶跃型光纤：纤芯折射率高于包层折射率，使得输入的光能在纤芯-包层交界面上不断产生全反射而前进。这种光纤的传输模式很多，但模间色散高，传输速率不能太高，适用于短途低速通讯。

• 渐变型光纤：纤芯折射率沿光纤长度逐渐减小，可以减少模式色散，提高光纤的传输性能。渐变型多模光纤适用于中距离通信和中等速度的数据传输。

特殊光纤：

除了上述常见的光纤类型外，还有一些特殊类型的光纤，如色散补偿光纤、偏振保持光纤等，这些光纤具有特定的功能和应用领域。

综上所述，光纤的类型多种多样，每种类型都有其独特的特点和应用场景。在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的光纤类型。