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[工學]光纖及光纖傳感器-在線瀏覽

2025-04-11 00:51本頁面
  

【正文】 976~1986年 ), 這是以提高傳輸速率和增加傳輸距離為研究目標和大力推廣應用的大發(fā)展時期 。 1976年美國在亞特蘭大進行的現(xiàn)場試驗 , 標志著光纖通信從基礎研究發(fā)展到了商業(yè)應用的新階段 。 隨著技術的進步和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)的形成 , 光纖價格不斷下降 , 應用范圍不斷擴大 。 在許多發(fā)達國家 , 生產(chǎn)光纖通信產(chǎn)品的行業(yè)已在國民經(jīng)濟中占重要地位 。 光通信的主要特點 載波頻率高;頻帶寬度寬 ( 圖 ) 光通信利用的傳輸媒質(zhì) 光纖 , 可以在寬波長范圍內(nèi)獲得很小的損耗 。km-1)? 5 1 m m 波導器 光纖通信的 優(yōu)點 ? 容許頻帶很寬 , ? 損耗很小 , 中繼距離很長且誤碼率很小 ? 重量輕 、 體積小 ? 抗電磁干擾性能好 ? 泄漏小 , ? 節(jié)約金屬材料 , 有利于資源合理使用 世界上三大著名的光纖光纜公司 ——美國的西電公司、康寧公司和日本的住友公司,光導纖維產(chǎn)量每年都在 12萬千米以上。 光纖在通信網(wǎng) 、 廣播電視網(wǎng)與計算機網(wǎng) , 以及在其它數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中 , 都得到了廣泛應用 。 光纖通信的各種應用可概括如下: ① 通信網(wǎng) ② 構成因特網(wǎng)的計算機局域網(wǎng)和廣域網(wǎng) ③ 有線電視網(wǎng)的干線和分配網(wǎng) ④ 綜合業(yè)務光纖接入網(wǎng) 市級城市的一二級電信主干 , 銀行 , 部隊 , 郵局 , 鐵路等的電信局域網(wǎng) ATM Inter骨干網(wǎng) DDN/ FR PSTN/ISDN TV 業(yè)務分配節(jié)點 (COT) 業(yè)務接入節(jié)點 ( RT) 網(wǎng)管 SNMP 與電信網(wǎng)管中心相連 Q3 100/1000M E1/BRA/PRA 155M 622M SDH 典型應用之一:寬帶綜合業(yè)務光纖接入系統(tǒng) 拓撲結(jié)構 典型應用之二:作為校園網(wǎng)的骨干傳輸網(wǎng) 光纖通信系統(tǒng)的基本組成 下圖示出單向傳輸?shù)墓饫w通信系統(tǒng) , 包括 發(fā)射 、 接收 和作為廣義信道的基本 光纖傳輸系統(tǒng) 。 這種方案技術簡單 , 成本較低 , 容易實現(xiàn) , 但調(diào)制速率受激光器的頻率特性所限制 。 外調(diào)制的優(yōu)點是調(diào)制速率高 , 缺點是技術復雜 , 成本較高 , 因此只有在大容量的波分復用和相干光通信系統(tǒng)中使用 。 光源 激光器的發(fā)射波長 和 光檢測器 光電二極管的波長響應 , 都要和光纖這三個波長 窗口 相一致 。 第一窗口 第二窗口 波長 —— λ( μm) 普通單模光纖的衰減隨波長變化示意圖 6 5 4 3 2 1 0。 2 第三窗口 C 波段 1525~1565nm L波段 光接收機 功能: 是把從光纖線路輸出、產(chǎn)生畸變和衰減的微弱光信號轉(zhuǎn)換為電信號,并經(jīng)放大和處理后恢復成發(fā)射前的電信號 組成部分: 耦合器,光電檢測器,解調(diào)器 組成框圖: 電子電路 光輸入 耦合器 光電檢測器 解調(diào)器 電信號輸出 結(jié)構參數(shù): 接收機靈敏度 ,定為 BER≤109條件下,所要 求的最小平無接收功率。 這種基本特征決定著兩種通信方式的優(yōu)缺點和不同時期的發(fā)展趨勢 。 ② 可以用再生中繼 , 傳輸距離長 。 ④ 容易實現(xiàn)高強度的保密通信 。 模擬通信系統(tǒng)的 優(yōu)點 占用帶寬較窄外 , 電路簡單易于實現(xiàn) 、 價格便宜等 。 1. 光纖的基本結(jié)構 主體 纖芯與包層 對稱柱體光學纖維 光纖( Optic fiber) 光導纖維 纖芯 石英玻璃;直徑: 5~75μm;材料:二氧化硅(主體),摻雜其他微量元素 提高折射率 纖芯、包層、涂敷層、護套 多層介質(zhì)結(jié)構 包層 直徑: 100~200μm;材料:二氧化硅(主體) 折射率略低于纖芯。 70歲 南京長江二橋是我國目前跨徑最大的斜拉橋。其中,南汊大橋為鋼箱梁斜拉橋,橋長2938米,其中主跨 628米,該跨徑目前居同類橋型中國內(nèi)第一,世界第三 。它當然不知道,這是它的最后一天。 光學傳感器 1989年美國布朗大學的門德斯等人首先提出了將光纖傳感器用于鋼筋混凝土結(jié)構和建筑檢測的可能性。 1 2 3 4 n水= n玻璃=~ n金剛石= 。 光纖傳感器與傳統(tǒng)的各類傳感器相比有一系列優(yōu)點 , 光導纖維 (光纖 ) 光纖傳感器具有如下優(yōu)點 : (1) 與其他傳感器相比 ,它具有很高的靈敏度 。 (3) 結(jié)構簡單 ,可撓曲 ,體積小 , 重量輕耗能少 。 (5)便于與計算機和光纖傳輸系統(tǒng)相連 ,易于實現(xiàn)系統(tǒng)的遙測和控制 。 它能用于溫度 、 壓力 、 應變 、 位移 、 速度 、 加速度 、 磁 、 電 、 聲和PH值等各種物理量的測量 , 具有極為廣泛的應用前景 。 中心的圓柱體叫纖芯 , 圍繞著纖芯的圓形外層叫做包層 。 纖芯的折射率 n1略大于包層的折射率 n2, 在包層外面還常有一層保護套 , 多為尼龍材料 。
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