光纖通信材料(文件)
【正文】 移吸收 , 位于 ?m (2) 雜質(zhì)吸收損耗 金屬離子 : Fe Cu V Cr Mn Ni Co OH: ?m, ?m (3) 原子缺陷吸收損耗 : 石英材料受到熱輻射或光輻射激勵(lì)時(shí)引起的 .可忽略不計(jì) . 2. 散射損耗 (1) 瑞利散射損耗 : 本征損耗 . 高溫時(shí)分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致冷卻固化后密度的隨機(jī)不均勻性 , 引起折射率分布不均勻 . (2) 波導(dǎo)結(jié)構(gòu)散射損耗：石英光纖制備過(guò)程中造成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)不規(guī)則，導(dǎo)致模式間互相耦合，或耦合成高階模進(jìn)入包層或耦合成輻射模輻射出光纖，從而產(chǎn)生的光損耗。 涂覆層損耗：高階模在涂覆層中傳播，而涂覆層損耗較高。 2. 非線性效應(yīng)的影響 缺點(diǎn)：拉曼散射和布里淵散射以及四波混頻過(guò)程限制了光纖的通信容量，并導(dǎo)致辭波分復(fù)用系統(tǒng)中信道間串?dāng)_。 聚苯乙烯 +聚甲基丙烯酸甲酯 三、稀土摻雜光纖 采用某種工藝將釹、鉺和釔等稀土元素離子摻入光纖中 ,光纖產(chǎn)生特殊功能 . 應(yīng)用 : ① 光纖放大器 . ?m用摻鉺光纖放大器和 ?m用摻釹光纖放大器 ② 光纖激光器 . 比半導(dǎo)體激光器更具優(yōu)越性 , 如閾值低、增益高、熱效應(yīng)甚微、制造過(guò)程經(jīng)濟(jì)。 ][ )3()2()1(0 ???????? ???? EEEEEEP ????石英光纖材料具有對(duì)稱分子結(jié)構(gòu) , )2(?趨于零 , 最低階非線性效應(yīng)來(lái)自 )3(? 特種光纖材料 一、偏振保持光纖 1. 高雙折射光纖 (2)設(shè)計(jì)思想 : 在制造光纖時(shí)有意引進(jìn)比殘余雙折射大 3個(gè)數(shù)量級(jí)的應(yīng)力雙折射 , 使殘余雙折射或擾動(dòng)引起的雙折射都無(wú)法改變主應(yīng)力方向 , 導(dǎo)致偏振面互相垂直的兩正交模式耦合很弱 , 從而使光纖具有一定保偏能力 . (3)附加應(yīng)力雙折射產(chǎn)生機(jī)理 : 如制作橢圓包層光纖時(shí) , 通常芯區(qū)摻鍺 , 包層摻硼 . 由于摻雜材料不同 , 使芯區(qū)和包層具有不同的熱膨脹系數(shù) . 在拉制光纖時(shí) , 光纖材料從熔融溫度降到室溫 , 在此過(guò)程中 , 由于芯區(qū)和包層熱縮性不同而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 . 又由于橢圓包層這一幾何形狀的不對(duì)稱因素 , 所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力是各向異性的 , 因而通過(guò)光彈效應(yīng)在芯區(qū)引起雙折射 . (1)結(jié)構(gòu) (4) 應(yīng)力附加型保偏光纖中應(yīng)力元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)纖芯中雙折射大小的影響至關(guān)重要 . 應(yīng)力元的幾何形狀還關(guān)系到纖芯中應(yīng)力場(chǎng)的均勻性 , 它決定了保偏光纖性能的優(yōu)劣 . 2. 低雙折射光纖 構(gòu)造原理 : 盡量降低光纖的雙折射 . ① 纖芯為理想的圓形 , 以降低光纖的形狀雙折射 . ② 減少纖芯的剩余應(yīng)力 , 以降低光彈各向異性引起的雙折射 . 3. 保偏光纖的應(yīng)用 主要用于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域 , 被廣泛用于制作各種干涉型光纖傳感器 . 特別是在光纖陀螺和光纖水聽(tīng)器等高精尖軍用傳感器上 , 保偏光纖是核心傳感元件 . 二、特定波段光纖 1. 紅外光纖 : 損耗低 , 本征損耗 101~103dB/km. 主要材料 : 重金屬氧化物玻璃、氟化物玻璃和硫?qū)倩衔锊Ａ? (1)氟化物紅外光纖 理論損耗在 ?m附近約為 , 實(shí)際值在 1dB/km左右 . 主要是雜質(zhì)吸收損耗 . 對(duì)損耗有較大影響的雜質(zhì)有 Fe2+、 Co2+、 Ni2+、 Cu2+、 Nd3+、 OH等 . 太空中制造的摻 Zr、 Ba、 La、 Al、 Np的氟化物玻璃光纖，損耗為 （ 2）硫系玻璃光纖 : 光譜區(qū)寬 ,損耗大 CO激光波長(zhǎng) ?m的損耗為 , CO2激光波長(zhǎng) ?m的損耗為 1dB/m (3) 硫鹵化物玻璃光纖 ①以硫系元素和鹵素為主要組分的玻璃 , 對(duì)光波長(zhǎng)在 13 ?m以下波段具有較高的透射性能 . ② 以碲、硒、碘和溴為主要組分的玻璃 , 對(duì)光波長(zhǎng)在 18 ?m以下的波段具有較高的透射率 . (4) 晶體光纖和空芯光纖 : 主要用于近紅外和中紅外波段傳輸光能 , 尤其是傳輸大功率光能的光纖 . 紅外晶體光纖 : 氧化物和鹵化物 主要制備方法 : 擠壓法、滾壓法、改進(jìn)的導(dǎo)模法、改進(jìn)的下拉法、熔區(qū)移動(dòng)法 紅外空芯光纖 特點(diǎn) : 以空氣為纖芯 , 與其它類紅外光纖相比 , 空芯光纖可傳輸更大的光功率 (激光損傷閾值高 ), 穩(wěn)定性好 , 耦合效率高 (端面無(wú)反射 ), 紅外透光范圍更寬 . 結(jié)構(gòu) : ① 金屬 (圓形和矩形 )波導(dǎo) . 利用金屬表面的高反射率傳輸紅外光 , 材料為鋁、金、銅等 . ② 電介質(zhì)波導(dǎo) . 利用電介質(zhì)的鏡面高反射或全內(nèi)反射傳輸紅外光 , 材料有 GeO2藍(lán)寶石等 . ③ 混合型 (金屬內(nèi)襯 層電介質(zhì) )波導(dǎo) . 混合型波導(dǎo)是為了養(yǎng)活反射損耗 , 在金屬波導(dǎo)表面噴鍍一層電介質(zhì)材料 . 2. 紫外光纖 石英芯 +塑料涂層 。 如何設(shè)計(jì)光纖在特定的波段色散為零？ WMT DDD ??總色散 通過(guò)改變 V和 ?，可以改變 DW，從而使光纖在某一特定波段的總色散為零。 3. 彎曲損耗和涂覆層造成的損耗 宏彎損耗：光纖放置時(shí)產(chǎn)生大尺度彎曲，光在光纖中傳播時(shí)
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