1、保偏光纖耦合器的發(fā)展

實(shí)現(xiàn)光信號(hào)功率在不同光纖間的分配或組合的光器件。利用不同光纖面緊鄰光纖芯區(qū)中導(dǎo)波能量的相互交換作用構(gòu)成。按所采用的光纖類(lèi)型可分為多模光纖、單模光纖和保偏光纖耦合器等。

光纖耦合器(Coupler)又稱(chēng)分歧器(Splitter)、連接器、適配器、法蘭盤(pán)，是用于實(shí)現(xiàn)光信號(hào)分路/合路，或用于延長(zhǎng)光纖鏈路的元件，屬于光被動(dòng)元件領(lǐng)域，在電信網(wǎng)路、有線(xiàn)電視網(wǎng)路、用戶(hù)回路系統(tǒng)、區(qū)域網(wǎng)路中都會(huì)應(yīng)用到。光纖耦合器可分標(biāo)準(zhǔn)耦合器(屬于波導(dǎo)式，雙分支，單位1×2，亦即將光訊號(hào)分成兩個(gè)功率)、直連式耦合器(連接2條相同或不同類(lèi)型光纖接口的光纖，以延長(zhǎng)光纖鏈路)、星狀/樹(shù)狀耦合器、以及波長(zhǎng)多工器(WDM，若波長(zhǎng)屬高密度分出，即波長(zhǎng)間距窄，則屬于DWDM)，制作方式則有燒結(jié)(Fuse)、微光學(xué)式(Micro Optics)、光波導(dǎo)式(Wave Guide)三種，而以燒結(jié)式方法生產(chǎn)占多數(shù)(約有90%)。

燒結(jié)方式的制作法，是將兩條光纖并在一起燒融拉伸，使核芯聚合一起，以達(dá)光耦合作用，而其中最重要的生產(chǎn)設(shè)備是光纖熔接機(jī)，也是其中的重要步驟，雖然重要步驟部份可由機(jī)器代工，但燒結(jié)之后，仍須人工作檢測(cè)封裝，因此人工成本約占10～15%左右，再者采用人工檢測(cè)封裝須保品質(zhì)的一致性，這也是量產(chǎn)時(shí)所必須克服的，但技術(shù)困難度不若DWDM 模塊及光主動(dòng)元件高，因此初期想進(jìn)入光纖產(chǎn)業(yè)的廠商，大部分會(huì)從光耦合器切入，毛利則在20～30%。

光纖耦合器的發(fā)展歷程

其發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)階段：萌芽階段、早期階段、發(fā)展階段。

光纖耦合器萌芽階段

1、物質(zhì)基礎(chǔ)——低損耗光纖問(wèn)世

1970年，美國(guó)的Comning(康寧)公司率先成功拉制出損耗為20dB/km的低損耗光纖。這一光學(xué)領(lǐng)域的重大技術(shù)突破，為光纖的進(jìn)一步研發(fā)提供了先進(jìn)的技術(shù)手段。同時(shí)，也為光纖耦合器的問(wèn)世以及廣泛應(yīng)用奠定了雄厚的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2、理論依據(jù)——耦合模方程推導(dǎo)

1972年，澳大利亞的Snyder成功推導(dǎo)出擾動(dòng)均勻光纖系統(tǒng)中的耦合模方程及耦合系數(shù)表達(dá)式，理論上分析了分別位于多邊形各頂點(diǎn)以及多邊形中心的光纖系列耦合功率轉(zhuǎn)換情況。同年，美國(guó)的Wijngaard給出了兩根相同或相異的平行圓波導(dǎo)間的模場(chǎng)分布。

1973年，Snyder和McIntyre原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了光纖各個(gè)模式間的功率轉(zhuǎn)換。Snyder和Wijngaard出色的理論工作，為光纖耦合器的設(shè)計(jì)及光纖耦合器功率轉(zhuǎn)換分析提供了可靠的理論依據(jù)。

光纖耦合器早期階段

1、光纖耦合器雛形——光纖連接器

1971年，Bisbee率先采用熔接的方法實(shí)現(xiàn)了多模光纖之間的焊接。翌年，Dyott等人采用類(lèi)似的熔接技術(shù)實(shí)現(xiàn)了單模光纖之間的焊接，所進(jìn)行的拉錐試驗(yàn)也獲得了一定進(jìn)展。

Bisbee和Dyott等人采用熔融方法所設(shè)計(jì)的光纖耦合器，可實(shí)現(xiàn)兩根光纖之間的單路耦合和定向傳輸，這種熔融方法為光纖耦合器的研制指明了方向。

2、光纖系統(tǒng)集成化基元——星型耦合器

1974年，Hudson和Thiel提出了星型耦合器的思想，并設(shè)計(jì)出第一個(gè)星型光纖耦合器。與傳統(tǒng)的T形耦合器相比，這種多端口的光纖星型耦合器具有損耗更低、方向性更好、穩(wěn)定性更高、各端口等效等諸多優(yōu)點(diǎn)。星型耦合器的出現(xiàn)為光纖通信系統(tǒng)和光纖傳感系統(tǒng)向著集成化、小型化發(fā)展提供了技術(shù)保障。

3、光纖定向耦合器問(wèn)世——光纖定向耦合器出現(xiàn)

1975年，Kuwahara等人將兩根多模光纖纏繞并在耦合區(qū)填充折射率匹配液，構(gòu)成世界上第一個(gè)光纖定向耦合器。實(shí)驗(yàn)測(cè)得該光纖耦合器的耦合功率為50dB，方向性為21dB。光纖定向耦合器的問(wèn)世，標(biāo)志著光纖耦合器時(shí)代的到來(lái)，使得光纖通信和光纖傳感系統(tǒng)的全光纖化成為可能。

4、光纖耦合器新思路——腐蝕錐形光纖耦合器

1976年，Yamamoto等人率先采用化學(xué)腐蝕技術(shù)，制成錐形結(jié)構(gòu)的光纖耦合器，其耦合效率可達(dá)90%以上。這種方法為設(shè)計(jì)光纖耦合器提供了一種新思路，為光纖耦合器的多元化開(kāi)辟了新途徑。

5、光纖耦合器技術(shù)突破——熔融光纖定向耦合器

1976年，Barnoski和Friedrich采用聚焦的CO2激光作為局部熱源，加熱熔融兩根Comning公司生產(chǎn)的多模光纖，首次制成光纖定向耦合器;通過(guò)調(diào)整光纖纖芯間距和相互作用長(zhǎng)度，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)耦合比的控制。將加熱熔融方法應(yīng)用于光纖定向耦合器的制作，在技術(shù)上是一項(xiàng)重大的突破，為光纖定向耦合器的大規(guī)模生產(chǎn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

6、光纖耦合器手工化——拋磨型光纖耦合器

1976年，McMahon和Gravel采用機(jī)械拋磨方法移除多模光纖的部分包層，制成分布式T形耦合器。

同年，Hsu和Milton采用類(lèi)似的機(jī)械拋磨方法移除單模光纖的部分包層，制成拋磨型單模光纖耦合器。McMahon和Hsu等人提出的機(jī)械拋磨方法，為光纖耦合器的研制開(kāi)辟了另一條途徑。

光纖耦合器發(fā)展階段

隨著熔融拉錐、機(jī)械拋磨、化學(xué)腐蝕等技術(shù)的出現(xiàn)，光纖耦合器開(kāi)始迅猛發(fā)展并進(jìn)入高速發(fā)展階段，各種結(jié)構(gòu)豐富、功能優(yōu)良的光纖耦合器如同雨后春筍一般蓬勃發(fā)展。光纖耦合器逐步從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，其生產(chǎn)工藝日趨成熟并得到了廣泛應(yīng)用。

1、熔融與拉錐結(jié)合——熔錐形光纖耦合器

1977年，Kawasaki和Hill將熔融技術(shù)和拉錐技術(shù)結(jié)合，首次制成了熔融雙錐形耦合器。這種熔融拉錐技術(shù)將耦合器的附加損耗降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)量的附加損耗為0.1～0.2dB。熔融技術(shù)與拉錐技術(shù)的結(jié)合是光纖耦合器生產(chǎn)史上的一次重大飛躍，開(kāi)啟了光纖耦合器發(fā)展的新紀(jì)元，為光纖耦合器的規(guī)?；a(chǎn)從技術(shù)上提供了有力保證。

2、拋磨法的成熟——拋磨型多模光纖耦合器

1978，Tsujimoto等人先將兩根多模光纖分別嵌入兩板中進(jìn)行拋磨，再將經(jīng)打磨后的兩根光纖拼接在一起，首次制成3dB拋磨型多模耦合器，其附加損耗小于0.3dB。這種耦合器設(shè)計(jì)方法迅速被人們廣泛采用，并將光纖耦合器的發(fā)展推向一個(gè)新階段。

3、封裝腐蝕法——可調(diào)諧單模光纖耦合器

1979年，Sheem和Giallorenzi將兩根光纖纏繞在一起放入盛有腐蝕液(HF：NH4F=1：4)的四端口容器中腐蝕，首次制成耦合效率在0～2dB之間、手動(dòng)可調(diào)諧的單模光纖定向耦合器。雖然此前光纖耦合器腐蝕技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，但他們?cè)O(shè)計(jì)的光纖耦合器屬于全功率轉(zhuǎn)換型，這是首次將腐蝕技術(shù)應(yīng)用于功率分配型耦合器的成功設(shè)計(jì)。該耦合器通過(guò)旋轉(zhuǎn)瓶帽控制兩根光纖的纏繞次數(shù)和光纖間的張力，可實(shí)現(xiàn)耦合比從0到2dB之間的手動(dòng)調(diào)諧。封裝腐蝕法的提出為可調(diào)諧型耦合器的設(shè)計(jì)提供了新的實(shí)現(xiàn)途徑。

4、光纖耦合器多芯化——雙芯光纖耦合器

1980年，Schiffner等人首次成功拉制出雙芯光纖。拉制前預(yù)先在雙芯之間填充一排空氣孔，使兩根光纖的兩端分開(kāi)，可制成雙芯光纖耦合器，并通過(guò)彎曲光纖調(diào)諧其耦合比。雙芯光纖的出現(xiàn)有效地拓展了光纖傳送容量，而雙芯光纖耦合器的出現(xiàn)進(jìn)一步促進(jìn)了光纖耦合器多元化發(fā)展的進(jìn)程。

5、化學(xué)汽相沉積法與熔錐法結(jié)合一一保偏型熔錐光纖耦合器

1982年，Kawachi等人采用單模單偏振熊貓型光纖，首次制成偏振保持型熔錐光纖耦合器。為使熔融過(guò)程中光纖扭曲變形最小化以保持偏振對(duì)稱(chēng)性，他們采用化學(xué)沉積法首先在熊貓光纖外圍沉積一層SiO2-B2O3層，然后進(jìn)行拉錐。這種光纖耦合器能夠保持很高的偏振特性，它的出現(xiàn)有力地推動(dòng)了相干通信系統(tǒng)和相干傳感系統(tǒng)的發(fā)展。并且，保偏光纖耦合器也是構(gòu)成高精度、高性能光纖陀螺和水聲器的基礎(chǔ)元件之一。

6、光柵和光纖耦合器結(jié)合——光纖光柵耦合器

1985年，Russell和Ulrich首次將光柵放置于經(jīng)側(cè)面打磨的光纖纖芯消逝場(chǎng)附近，制成光纖光柵耦合器。這種耦合器可用于制作光譜儀、濾波器、光開(kāi)關(guān)等光纖通訊器件，在波分復(fù)用領(lǐng)域具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

7、周期性微彎法——光纖模式耦合器

1986年，Blake等人首次采用周期性微彎方法，制成了LP01模到LP11模之間的模式耦合器。這種耦合器可用于制作頻移器、幅度調(diào)制器等光纖器件。周期性微彎法的采用，極大地豐富了光纖干涉和光纖傳感的研究?jī)?nèi)容，也拓寬了光纖器件的應(yīng)用范圍。

8、多芯與單芯光纖耦合——混合型光纖耦合器

1993年，Himeno等人率先提出多芯與單芯耦合制作光纖耦合器的思想，并用可熔融連接器將雙芯光纖和兩根單芯光纖連接，經(jīng)錐化制成了混合型光纖耦合器。這種新型制作技術(shù)可于制作星型光纖耦合器，并對(duì)其發(fā)展具有重要意義。

9、特種光纖耦合器制作——塑料光纖活性耦合器

1998年，Zubia等人首次制成帶有液晶中間層的塑料光纖活性耦合器。這種活性耦合器兼有耦合器和光開(kāi)關(guān)的特性，在光纖傳感領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

10、長(zhǎng)周期光纖光柵間的耦合一一長(zhǎng)周期光纖光柵耦合器

2000年，Chiang等人分析了兩根平行的長(zhǎng)周期光纖光柵之間的耦合機(jī)制，制成了長(zhǎng)周期光纖光柵耦合器。這種基于長(zhǎng)周期光纖光柵的耦合器可于制作合/分路器，在波分復(fù)用系統(tǒng)中有著廣闊的應(yīng)用前景。

11、非常規(guī)光纖耦合器——太赫茲光纖耦合器

2007年，Chen等人率先制成太赫茲單模光纖耦合器。由于反對(duì)稱(chēng)模截止，這種太赫茲光纖耦合器的耦合比不依賴(lài)于耦合區(qū)長(zhǎng)度。在太赫茲光纖通信系統(tǒng)、3dB功率分配器、太赫茲光纖內(nèi)窺鏡等領(lǐng)域，這種新型耦合器具有廣闊的應(yīng)用前景。

2、什么是耦合器

耦合器是一個(gè)統(tǒng)稱(chēng)，工業(yè)領(lǐng)域用作動(dòng)力裝置的連接和轉(zhuǎn)換，作用是改善起速和調(diào)速性能；計(jì)算機(jī)中作為適配器進(jìn)行數(shù)據(jù)及信息的交換和處理，通常為硬件。其實(shí)也可以從字面來(lái)進(jìn)行理解，耦合么--也不用想那么復(fù)雜

一、耦合器是什么?

耦合器是一種用于將電路中的信號(hào)進(jìn)行耦合或解耦的器件。在電路中，耦合器通常用于將信號(hào)從一個(gè)電路傳輸?shù)搅硪粋€(gè)電路，或者從一個(gè)電路中提取信號(hào)。耦合器通常分為有源耦合器和無(wú)源耦合器兩種類(lèi)型。其中，有源耦合器需要外部電源供電，可以增益信號(hào);而無(wú)源耦合器不需要外部電源供電，通常用于將兩個(gè)電路進(jìn)行耦合或解耦。根據(jù)耦合方式的不同，耦合器又可以分為直接耦合器、變壓器耦合器、電容耦合器、電感耦合器、微帶耦合器等多種類(lèi)型。

二、耦合器都有什么類(lèi)型?

根據(jù)耦合方式的不同，耦合器可以分為以下幾種類(lèi)型：

直接耦合器：直接耦合器是一種將兩個(gè)電路直接連接在一起的耦合器。直接耦合器通常用于低頻電路中，具有簡(jiǎn)單、易制作、低成本等優(yōu)點(diǎn)。

變壓器耦合器：變壓器耦合器是一種將兩個(gè)電路通過(guò)變壓器進(jìn)行耦合的器件。變壓器耦合器通常用于中高頻電路中，具有隔離度高、傳輸效率高等優(yōu)點(diǎn)。

電容耦合器：電容耦合器是一種將兩個(gè)電路通過(guò)電容進(jìn)行耦合的器件。電容耦合器通常用于中低頻電路中，具有隔離度較低、傳輸效率較低等缺點(diǎn)，但可以提供直流隔離的功能。

電感耦合器：電感耦合器是一種將兩個(gè)電路通過(guò)電感進(jìn)行耦合的器件。電感耦合器通常用于高頻電路中，具有隔離度高、傳輸效率高等優(yōu)點(diǎn)。

微帶耦合器：微帶耦合器是一種將兩個(gè)電路通過(guò)微帶線(xiàn)進(jìn)行耦合的器件。微帶耦合器通常用于高頻電路中，具有隔離度高、傳輸效率高、尺寸小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。

混合耦合器：混合耦合器是一種將輸入信號(hào)進(jìn)行混合的器件，通常用于頻率轉(zhuǎn)換、幅度調(diào)制等應(yīng)用中。混合耦合器通常采用矩陣方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜的信號(hào)處理功能。

不同類(lèi)型的耦合器適用于不同的電路應(yīng)用場(chǎng)合，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求進(jìn)行選擇。

三、耦合器有什么作用?

您是否曾經(jīng)遇到過(guò)這樣的問(wèn)題：在電路中傳輸信號(hào)時(shí)，不同電路之間的信號(hào)相互干擾，導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量下降，甚至無(wú)法傳輸?這時(shí)，耦合器就可以幫助我們解決這個(gè)問(wèn)題。耦合器是一種用于將電路中的信號(hào)進(jìn)行耦合或解耦的器件，可以將信號(hào)從一個(gè)電路傳輸?shù)搅硪粋€(gè)電路，或者從一個(gè)電路中提取信號(hào)，同時(shí)避免不同端口之間的信號(hào)相互干擾。

在電子通信、雷達(dá)、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域，耦合器是非常重要的器件。例如，通信系統(tǒng)中需要將信號(hào)從發(fā)射端傳輸?shù)浇邮斩耍瑫r(shí)避免信號(hào)干擾;雷達(dá)系統(tǒng)中需要從發(fā)射端提取信號(hào)并進(jìn)行處理，同時(shí)避免發(fā)射端和接收端之間的信號(hào)干擾。這時(shí)，耦合器就可以起到關(guān)鍵作用，保證系統(tǒng)的信號(hào)質(zhì)量和性能。

不同類(lèi)型的耦合器適用于不同的電路應(yīng)用場(chǎng)合。例如，直接耦合器適用于低頻電路中;變壓器耦合器適用于中高頻電路中;電容耦合器適用于中低頻電路中;電感耦合器和微帶耦合器適用于高頻電路中;混合耦合器適用于頻率轉(zhuǎn)換、幅度調(diào)制等應(yīng)用中。

總結(jié)

為了滿(mǎn)足不同應(yīng)用場(chǎng)合的需求，耦合器具有多種性能指標(biāo)，例如工作頻率范圍、端口隔離度、插入損耗、平衡度、尺寸和重量等。例如，Mini-Circuits公司的ZAPD-21+混合耦合器具有覆蓋0.5GHz至18GHz的頻率范圍、高達(dá)30dB的隔離度、0.5dB的插入損耗和0.5dB的平衡度，同時(shí)尺寸小、重量輕、成本適中，可以滿(mǎn)足通信和雷達(dá)系統(tǒng)的要求。

3、保偏光纖熔融拉錐機(jī)是什么做什么用的保偏光纖耦合器和光無(wú)源器件是做什么用的

保偏光纖熔融拉錐機(jī)就是制作保偏光纖材質(zhì)的耦合器，就是將兩根或者多根光纖熔拉，在特定一些條件下，形成波導(dǎo)，做成1x2或者1xN 等coupler(光耦合器)，保偏光纖耦合器就是屬于光無(wú)源器件，

個(gè)人了解,保偏光纖耦合器一般是用于偏振光耦合或者分光等作用。相對(duì)普通光耦合器，它具有保持各自的偏振態(tài)不變，一般應(yīng)用關(guān)鍵(精密)光學(xué)器件。

在光纖傳輸系統(tǒng)中，有時(shí)需要把多根光纖傳來(lái)的光信息耦合進(jìn)一根光纖，有時(shí)又需要將一根光纖中的信號(hào)分到多根光纖中，并對(duì)各路分配比例有明確的要求，這就需要采用光纖耦合器這類(lèi)光無(wú)源器件。而在采用相干光調(diào)制解調(diào)技術(shù)的高級(jí)光纖通信系統(tǒng)和干涉型光纖傳感器等應(yīng)用場(chǎng)合，需要采用能夠保持偏振態(tài)穩(wěn)定，附加損耗低且偏振串?dāng)_小的保偏光纖耦合器。

目前的保偏光纖耦合器主要有1x2, 1x4, 2x2等規(guī)格。其中1x2和1x4保偏熔融光纖耦合器可讓單光纖輸入分成兩個(gè)或四個(gè)輸出，而2x2保偏熔融光纖耦合器混合兩個(gè)輸入光(A和B)，輸出光是一個(gè)混合信號(hào)(包含信號(hào)A和信號(hào)B，兩者的比例取決于耦合比)。這些耦合器中的熊貓型保偏光纖對(duì)沿慢軸入射的光提供高消光比。態(tài)路通信的保偏光纖耦合器有多種中心波長(zhǎng)可選。下圖為參考耦合器光路圖。

熔融拉錐型保偏光纖耦合器制作工藝

熔融拉錐型保偏光纖耦合器是將兩根或多根光纖進(jìn)行局部加熱熔融，并且同時(shí)進(jìn)行拉伸，使得熔融部分變細(xì)。由于這時(shí)光纖纖芯變得很細(xì)，所以纖芯中的光會(huì)擴(kuò)散到包層中。因此，光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)在光纖之間發(fā)生耦合。

熔融拉錐型光纖耦合器具有溫度特性好、體積較小、工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本較低等特點(diǎn)。

耦合器性能指標(biāo)

注：保偏光纖耦合器的插入損耗隨著分光比的不同而有變化。

耦合器封裝

保偏光纖耦合器的封裝過(guò)程也是其制作的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。熔融拉錐后的耦合器，耦合區(qū)非常細(xì)且完全暴露在外面，封裝可以保護(hù)光纖耦合器，使其性能更加穩(wěn)定。

態(tài)路通信選用直徑3.0mm，長(zhǎng)度54mm的不銹鋼鋼管作為耦合器的封裝，可以最大限度發(fā)揮耦合器體積小的優(yōu)勢(shì)，且其具有耐高溫性和抗腐蝕性。

關(guān)于

采用最為嚴(yán)苛的工藝精心制作每一條保偏光纖耦合器，確保高回波損耗以及高消光比。采用嚴(yán)格可靠的實(shí)驗(yàn)，使所有的保偏光纖耦合器能夠滿(mǎn)足業(yè)界最高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品系列豐富，能夠滿(mǎn)足各種應(yīng)用需求。

4、光纖是什么

光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)寫(xiě)，是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達(dá)成的光傳導(dǎo)工具。前香港中文大學(xué)校長(zhǎng)高錕和George A. Hockham首先提出光纖可以用于通訊傳輸?shù)脑O(shè)想，高錕因此獲得2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

微細(xì)的光纖封裝在塑料護(hù)套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常，光纖的一端的發(fā)射裝置使用發(fā)光二極管（light emitting diode,LED）或一束激光將光脈沖傳送至光纖，光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測(cè)脈沖。

在日常生活中，由于光在光導(dǎo)纖維的傳導(dǎo)損耗比電在電線(xiàn)傳導(dǎo)的損耗低得多，光纖被用作長(zhǎng)距離的信息傳遞。

通常光纖與光纜兩個(gè)名詞會(huì)被混淆。多數(shù)光纖在使用前必須由幾層保護(hù)結(jié)構(gòu)包覆，包覆后的纜線(xiàn)即被稱(chēng)為光纜。光纖外層的保護(hù)層和絕緣層可防止周?chē)h(huán)境對(duì)光纖的傷害，如水、火、電擊等。光纜分為：光纖，緩沖層及披覆。光纖和同軸電纜相似，只是沒(méi)有網(wǎng)狀屏蔽層。中心是光傳播的玻璃芯。

在多模光纖中，芯的直徑是50μm和62.5μm兩種， 大致與人的頭發(fā)的粗細(xì)相當(dāng)。而單模光纖芯的直徑為8μm~10μm。芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套， 以使光線(xiàn)保持在芯內(nèi)。再外面的是一層薄的塑料外套，用來(lái)保護(hù)封套。光纖通常被扎成束，外面有外殼保護(hù)。 纖芯通常是由石英玻璃制成的橫截面積很小的雙層同心圓柱體，它質(zhì)地脆，易斷裂，因此需要外加一保護(hù)層

1.光是一種電磁波

可見(jiàn)光部分波長(zhǎng)范圍是：390~760nm(納米)。大于760nm部分是紅外光，小于390nm部分是紫外光。光纖中應(yīng)用的是：850nm，1310nm，1550nm三種。

2.光的折射，反射和全反射。

因光在不同物質(zhì)中的傳播速度是不同的，所以光從一種物質(zhì)射向另一種物質(zhì)時(shí)，在兩種物質(zhì)的交界面處會(huì)產(chǎn)生折射和反射。而且，折射光的角度會(huì)隨入射光的角度變化而變化。當(dāng)入射光的角度達(dá)到或超過(guò)某一角度時(shí)，折射光會(huì)消失，入射光全部被反射回來(lái)，這就是光的全反射。不同的物質(zhì)對(duì)相同波長(zhǎng)光的折射角度是不同的（即不同的物質(zhì)有不同的光折射率），相同的物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的折射角度也是不同。光纖通訊就是基于以上原理而形成的。

1.光纖結(jié)構(gòu)：

光纖裸纖一般分為三層：中心高折射率玻璃芯（芯徑一般為50或62.5μm），中間為低折射率硅玻璃包層（直徑一般為125μm），最外是加強(qiáng)用的樹(shù)脂涂層。

光纖2.數(shù)值孔徑：

入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸，只是在某個(gè)角度范圍內(nèi)的入射光才可以。這個(gè)角度就稱(chēng)為光纖的數(shù)值孔徑。光纖的數(shù)值孔徑大些對(duì)于光纖的對(duì)接是有利的。不同廠家生產(chǎn)的光纖的數(shù)值孔徑不同（AT&T CORNING）。

3.光纖的種類(lèi)：

光纖的種類(lèi)很多，根據(jù)用途不同，所需要的功能和性能也有所差異。但對(duì)于有線(xiàn)電視和通信用的光纖，其設(shè)計(jì)和制造的原則基本相同，諸如：①損耗??；②有一定帶寬且色散?。虎劢泳€(xiàn)容易；④易于成統(tǒng)；⑤可靠性高；⑥制造比較簡(jiǎn)單；⑦價(jià)廉等。光纖的分類(lèi)主要是從工作波長(zhǎng)、折射率分布、傳輸模式、原材料和制造方法上作一歸納的，茲將各種分類(lèi)舉例如下。

（1）工作波長(zhǎng)：紫外光纖、可觀光纖、近紅外光纖、紅外光纖（0.85μm、1.3μm、1.55μm）。

（2）折射率分布：階躍（SI）型光纖、近階躍型光纖、漸變（GI）型光纖、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。

（3）傳輸模式：?jiǎn)文９饫w（含偏振保持光纖、非偏振保持光纖）、多模光纖。

（4）原材料：石英光纖、多成分玻璃光纖、塑料光纖、復(fù)合材料光纖（如塑料包層、液體纖芯等）、紅外材料等。按被覆材料還可分為無(wú)機(jī)材料（碳等）、金屬材料（銅、鎳等）和塑料等。

（5）制造方法：預(yù)塑有汽相軸向沉積（VAD）、化學(xué)汽相沉積（CVD）等，拉絲法有管律法（Rod intube）和雙坩鍋法等。

石英光纖

石英光纖（Silica Fiber）是以二氧化硅（SiO2）為主要原料，并按不同的摻雜量，來(lái)控制纖芯和包層的折射率分布的光纖。石英（玻璃）系列光纖，具有低耗、寬帶的特點(diǎn)，現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于有線(xiàn)電視和通信系統(tǒng)。

石英玻璃光導(dǎo)纖維的優(yōu)點(diǎn)是損耗低,當(dāng)光波長(zhǎng)為1.0～1.7μm（約1.4μm附近），損耗只有1dB/km，在1.55μm處最低，只有0.2dB/km。

摻氟光纖

摻氟光纖（Fluorine Doped Fiber）為石英光纖的典型產(chǎn)品之一。通常，作為1.3μm波域的通信用光纖中，控制纖芯的摻雜物為二氧化鍺（GeO2），包層是用SiO2作成的。但接氟光纖的纖芯，大多使用SiO2，而在包層中卻是摻入氟素的。由于，瑞利散射損耗是因折射率的變動(dòng)而引起的光散射現(xiàn)象。所以，希望形成折射率變動(dòng)因素的摻雜物，以少為佳。氟素的作用主要是可以降低SIO2的折射率。因而，常用于包層的摻雜。

石英光纖與其它原料的光纖相比，還具有從紫外線(xiàn)光到近紅外線(xiàn)光的透光廣譜，除通信用途之外，還可用于導(dǎo)光和圖像傳導(dǎo)等領(lǐng)域。

紅外光纖

作為光通信領(lǐng)域所開(kāi)發(fā)的石英系列光纖的工作波長(zhǎng)，盡管用在較短的傳輸距離，也只能用于2μm。為此，能在更長(zhǎng)的紅外波長(zhǎng)領(lǐng)域工作，所開(kāi)發(fā)的光纖稱(chēng)為紅外光纖。紅外光纖（Infrared Optical Fiber）主要用于光能傳送。例如有：溫度計(jì)量、熱圖像傳輸、激光手術(shù)刀醫(yī)療、熱能加工等等，普及率尚低。

復(fù)合光纖

復(fù)合光纖（Compound Fiber）是在SiO2原料中，再適當(dāng)混合諸如氧化鈉（Na2O）、氧化硼（B2O3）、氧化鉀（K2O）等氧化物制作成多組分玻璃光纖，特點(diǎn)是多組分玻璃比石英玻璃的軟化點(diǎn)低且纖芯與包層的折射率差很大。主要用在醫(yī)療業(yè)務(wù)的光纖內(nèi)窺鏡。

氟氯化物光纖

氟化物光纖氯化物光纖（Fluoride Fiber）是由氟化物玻璃作成的光纖。這種光纖原料又簡(jiǎn)稱(chēng) ZBLAN（即將氟化誥（ZrF2）、氟化鋇（BaF2）、氟化鑭（LaF3）、氟化鋁（AlF3）、氟化鈉（NaF）等氯化物玻璃原料簡(jiǎn)化成的縮語(yǔ)。主要工作在2～10μm波長(zhǎng)的光傳輸業(yè)務(wù)。由于ZBLAN具有超低損耗光纖的可能性，正在進(jìn)行著用于長(zhǎng)距離通信光纖的可行性開(kāi)發(fā)，例如：其理論上的最低損耗，在3μm波長(zhǎng)時(shí)可達(dá)10-2～10－3dB/km，而石英光纖在1.55μm時(shí)卻在0.15-0.16dB/Km之間。目前，ZBLAN光纖由于難于降低散射損耗，只能用在2.4～2.7μm的溫敏器和熱圖像傳輸，尚未廣泛實(shí)用。最近，為了利用ZBLAN進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸，正在研制1.3μm的摻鐠光纖放大器（PDFA）。

塑包光纖

塑包光纖（Plastic Clad Fiber）是將高純度的石英玻璃作成纖芯，而將折射率比石英稍低的如硅膠等塑料作為包層的階躍型光纖。它與石英光纖相比較，具有纖芯租、數(shù)值孔徑（NA）高的特點(diǎn)。因此，易與發(fā)光二極管LED光源結(jié)合，損耗也較小。所以，非常適用于局域網(wǎng)（LAN）和近距離通信。

塑料光纖

這是將纖芯和包層都用塑料（聚合物）作成的光纖。早期產(chǎn)品主要用于裝飾和導(dǎo)光照明及近距離光鍵路的光通信中。原料主要是有機(jī)玻璃（PMMA）、聚苯乙稀（PS）和聚碳酸酯（PC）。損耗受到塑料固有的C－H結(jié)合結(jié)構(gòu)制約，一般每km可達(dá)幾十dB。為了降低損耗正在開(kāi)發(fā)應(yīng)用氟索系列塑料。由于塑料光纖（Plastic Optical fiber）的纖芯直徑為1000μm，比單模石英光纖大100倍，接續(xù)簡(jiǎn)單，而且易于彎曲施工容易。近年來(lái)，加上寬帶化的進(jìn)度，作為漸變型（GI）折射率的多模塑料光纖的發(fā)展受到了社會(huì)的重視。最近，在汽車(chē)內(nèi)部LAN中應(yīng)用較快，未來(lái)在家庭LAN中也可能得到應(yīng)用。

單模光纖

單模光纖這是指在工作波長(zhǎng)中，只能傳輸一個(gè)傳播模式的光纖，通常簡(jiǎn)稱(chēng)為單模光纖（SMF：Single ModeFiber）。目前，在有線(xiàn)電視和光通信中，是應(yīng)用最廣泛的光纖。由于，光纖的纖芯很細(xì)（約10μm）而且折射率呈階躍狀分布，當(dāng)歸一化頻率V參數(shù)<2.4時(shí)，理論上，只能形成單模傳輸。另外，SMF沒(méi)有多模色散，不僅傳輸頻帶較多模光纖更寬，再加上SMF的材料色散和結(jié)構(gòu)色散的相加抵消，其合成特性恰好形成零色散的特性，使傳輸頻帶更加拓寬。SMF中，因摻雜物不同與制造方式的差別有許多類(lèi)型。凹陷型包層光纖（DePr-essed Clad Fiber），其包層形成兩重結(jié)構(gòu)，鄰近纖芯的包層，較外倒包層的折射率還低。

多模光纖

多模光纖將光纖按工作波長(zhǎng)以其傳播可能的模式為多個(gè)模式的光纖稱(chēng)作多模光纖（MMF：MUlti ModeFiber）。纖芯直徑為50μm，由于傳輸模式可達(dá)幾百個(gè)，與SMF相比傳輸帶寬主要受模式色散支配。在歷史上曾用于有線(xiàn)電視和通信系統(tǒng)的短距離傳輸。自從出現(xiàn)SMF光纖后，似乎形成歷史產(chǎn)品。但實(shí)際上，由于MMF較SMF的芯徑大且與LED等光源結(jié)合容易，在眾多LAN中更有優(yōu)勢(shì)。所以，在短距離通信領(lǐng)域中MMF仍在重新受到重視。MMF按折射率分布進(jìn)行分類(lèi)時(shí)，有：漸變（GI）型和階躍（SI）型兩種。GI型的折射率以纖芯中心為最高，沿向包層徐徐降低。由于SI型光波在光纖中的反射前進(jìn)過(guò)程中，產(chǎn)生各個(gè)光路徑的時(shí)差，致使射出光波失真，色激較大。其結(jié)果是傳輸帶寬變窄，目前SI型MMF應(yīng)用較少。

色散位移光纖

單模光纖的工作波長(zhǎng)在1.3Pm時(shí)，模場(chǎng)直徑約9Pm，其傳輸損耗約0.3dB/km。此時(shí)，零色散波長(zhǎng)恰好在1.3pm處。石英光纖中，從原材料上看1.55pm段的傳輸損耗最?。s0.2dB/km）。由于現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)用的摻鉺光纖放大器（EDFA）是工作在1.55pm波段的，如果在此波段也能實(shí)現(xiàn)零色散，就更有利于應(yīng)用1.55Pm波段的長(zhǎng)距離傳輸。于是，巧妙地利用光纖材料中的石英材料色散與纖芯結(jié)構(gòu)色散的合成抵消特性，就可使原在1.3Pm段的零色散，移位到1.55pm段也構(gòu)成零色散。因此，被命名為色散位移光纖（DSF：DispersionShifted Fiber）。加大結(jié)構(gòu)色散的方法，主要是在纖芯的折射率分布性能進(jìn)行改善。在光通信的長(zhǎng)距離傳輸中，光纖色散為零是重要的，但不是唯一的。其它性能還有損耗小、接續(xù)容易、成纜化或工作中的特性變化?。ò◤澢?、拉伸和環(huán)境變化影響）。DSF就是在設(shè)計(jì)中，綜合考慮這些因素。

十一 色散平坦光纖

色散移位光纖（DSF）是將單模光纖設(shè)計(jì)零色散位于1.55pm波段的光纖。而色散平坦光纖（DFF：Dispersion Flattened Fiber）卻是將從1.3Pm到1.55pm的較寬波段的色散，都能作到很低，幾乎達(dá)到零色散的光纖稱(chēng)作DFF。由于DFF要作到1.3pm～1.55pm范圍的色散都減少。就需要對(duì)光纖的折射率分布進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計(jì)。不過(guò)這種光纖對(duì)于波分復(fù)用（WDM）的線(xiàn)路卻是很適宜的。由于DFF光纖的工藝比較復(fù)雜，費(fèi)用較貴。今后隨著產(chǎn)量的增加，價(jià)格也會(huì)降低。

十二 色散補(bǔ)償光纖

對(duì)于采用單模光纖的干線(xiàn)系統(tǒng)，由于多數(shù)是利用1.3pm波段色散為零的光纖構(gòu)成的?？墒牵F(xiàn)在損耗最小的1.55pm，由于EDFA的實(shí)用化，如果能在1.3pm零色散的光纖上也能令1.55pm波長(zhǎng)工作，將是非常有益的。因?yàn)?，?.3Pm零色散的光纖中，1.55Pm波段的色散約有16ps/km/nm之多。如果在此光纖線(xiàn)路中，插入一段與此色散符號(hào)相反的光纖，就可使整個(gè)光線(xiàn)路的色散為零。為此目的所用的是光纖則稱(chēng)作色散補(bǔ)償光纖（DCF：DisPersion Compe-nsation Fiber）。DCF與標(biāo)準(zhǔn)的1.3pm零色散光纖相比，纖芯直徑更細(xì)，而且折射率差也較大。DCF也是WDM光線(xiàn)路的重要組成部分。

十三 偏振保持光纖

在光纖中傳播的光波，因?yàn)榫哂须姶挪ǖ男再|(zhì)，所以，除了基本的光波單一模式之外，實(shí)質(zhì)上還存在著電磁場(chǎng)（TE、TM）分布的兩個(gè)正交模式。通常，由于光纖截面的結(jié)構(gòu)是圓對(duì)稱(chēng)的，這兩個(gè)偏振模式的傳播常數(shù)相等，兩束偏振光互不干涉，但實(shí)際上，光纖不是完全地圓對(duì)稱(chēng)，例如有著彎曲部分，就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)偏振模式之間的結(jié)合因素，在光軸上呈不規(guī)則分布。偏振光的這種變化造成的色散，稱(chēng)之偏振模式色散（PMD）。對(duì)于現(xiàn)在以分配圖像為主的有線(xiàn)電視，影響尚不太大，但對(duì)于一些未來(lái)超寬帶有特殊要求的業(yè)務(wù)，如：

①相干通信中采用外差檢波，要求光波偏振更穩(wěn)定時(shí)；

②光機(jī)器等對(duì)輸入輸出特性要求與偏振相關(guān)時(shí)；

③在制作偏振保持光耦合器和偏振器或去偏振器等時(shí)；

④制作利用光干涉的光纖敏感器等，

凡要求偏振波保持恒定的情況下，對(duì)光纖經(jīng)過(guò)改進(jìn)使偏振狀態(tài)不變的光纖稱(chēng)作偏振保持光纖（PMF：Polarization Maintaining fiber），或稱(chēng)其為固定偏振光纖。

十四 雙折射光纖

雙折射光纖是指在單模光纖中，可以傳輸相互正交的兩個(gè)固有偏振模式的光纖。折射率隨偏報(bào)方向變異的現(xiàn)象稱(chēng)為雙折射。它又稱(chēng)作PANDA光纖，即偏振保持與吸收減少光纖（Polarization－maintai-ning AND Absorption－ reducing fiber）。它是在纖芯的橫向兩則，設(shè)置熱膨脹系數(shù)大、截面是圓形的玻璃部分。在高溫的光纖拉絲過(guò)程中，這些部分收縮，其結(jié)果在纖芯y方向產(chǎn)生拉伸，同時(shí)又在x方向呈現(xiàn)壓縮應(yīng)力。致使纖材出現(xiàn)光彈性效應(yīng)，使折射率在X方向和y方向出現(xiàn)差異。依此原理達(dá)到偏振保持恒定的效果。

十五 抗惡環(huán)境光纖

通信用光纖通常的工作環(huán)境溫度可在-40～+60℃之間，設(shè)計(jì)時(shí)也是以不受大量輻射線(xiàn)照射為前提的。相比之下，對(duì)于更低溫或更高溫以及能在遭受高壓或外力影響、曝曬輻射線(xiàn)的惡劣環(huán)境下，也能工作的光纖則稱(chēng)作抗惡環(huán)境光纖（Hard Condition Resistant Fiber）。一般為了對(duì)光纖表面進(jìn)行機(jī)械保護(hù)，多涂覆一層塑料。可是隨著溫度升高，塑料保護(hù)功能有所下降，致使使用溫度也有所限制。如果改用抗熱性塑料，如聚四氟乙?。═eflon）等樹(shù)脂，即可工作在300℃環(huán)境。也有在石英玻璃表面涂覆鎳（Ni）和鋁（Al）等金屬的。這種光纖則稱(chēng)為耐熱光纖（Heat Resistant Fiber）。另外，當(dāng)光纖受到輻射線(xiàn)的照射時(shí)，光損耗會(huì)增加。這是因?yàn)槭⒉Ａв龅捷椛渚€(xiàn)照射時(shí)，玻璃中會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷（也稱(chēng)作色心：Colour Center），尤在0.4～0.7pm波長(zhǎng)時(shí)損耗增大。防止辦法是改用摻雜OH或F素的石英玻璃，就能抑制因輻射線(xiàn)造成的損耗缺陷。這種光纖則稱(chēng)作抗輻射光纖（Radiation Resistant Fiber），多用于核發(fā)電站的監(jiān)測(cè)用光纖維鏡等。

十六 密封涂層光纖

為了保持光纖的機(jī)械強(qiáng)度和損耗的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定，而在玻璃表面涂裝碳化硅（SiC）、碳化鈦（TiC）、碳（C）等無(wú)機(jī)材料，用來(lái)防止從外部來(lái)的水和氫的擴(kuò)散所制造的光纖（HCFHermeticallyCoated Fiber）。目前，通用的是在化學(xué)氣相沉積（CVD）法生產(chǎn)過(guò)程中，用碳層高速堆積來(lái)實(shí)現(xiàn)充分密封效應(yīng)。這種 碳涂覆光纖（CCF）能有效地截?cái)喙饫w與外界氫分子的侵入。據(jù)報(bào)道它在室溫的氫氣環(huán)境中可維持20年不增加損耗。當(dāng)然，它在防止水分侵入，延緩機(jī)械強(qiáng)度的疲勞進(jìn)程中，其疲勞系數(shù)（Fatigue Parameter）可達(dá)200以上。所以，HCF被應(yīng)用于嚴(yán)酷環(huán)境中要求可靠性高的系統(tǒng)，例如海底光纜就是一例。

十七 碳涂層光纖

在石英光纖的表面涂敷碳膜的光纖，稱(chēng)之碳涂層光纖（CCF：Carbon CoatedFiber）。其機(jī)理是利用碳素的致密膜層，使光纖表面與外界隔離，以改善光纖的機(jī)械疲勞損耗和氫分子的損耗增加。CCF是密封涂層光纖（HCF）的一種。

十八 金屬涂層光纖

金屬涂層光纖（Metal Coated Fiber）是在光纖的表面涂布Ni、Cu、Al等金屬層的光纖。也有再在金屬層外被覆塑料的，目的在于提高抗熱性和可供通電及焊接。它是抗惡環(huán)境性光纖之一，也可作為電子電路的部件用。 早期產(chǎn)品是在拉絲過(guò)程中，涂布熔解的金屬作成的。由于此法因被玻璃與金屬的膨脹系數(shù)差異太大，會(huì)增微小彎曲損耗，實(shí)用化率不高。近期，由于在玻璃光纖的表面采用低損耗的非電解鍍膜法的成功，使性能大有改善。

十九 摻稀土光纖

在光纖的纖芯中，摻雜如何（Er）、欽（Nd）、譜（Pr）等稀土族元素的光纖。1985年英國(guó)的索斯安普頓（Sourthampton）大學(xué)的佩思（Payne）等首先發(fā)現(xiàn)摻雜稀土元素的光纖（Rare Earth DoPed Fiber）有激光振蕩和光放大的現(xiàn)象。于是，從此揭開(kāi)了慘餌等光放大的面紗，現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)用的1.55pmEDFA就是利用摻餌的單模光纖，利用1.47pm的激光進(jìn)行激勵(lì)，得到1.55pm光信號(hào)放大的。另外，摻錯(cuò)的氟化物光纖放大器（PDFA）正在開(kāi)發(fā)中。

二十 喇曼光纖

喇曼效應(yīng)是指往某物質(zhì)中射人頻率f的單色光時(shí)，在散射光中會(huì)出現(xiàn)頻率f之外的f±fR， f±2fR等頻率的散射光，對(duì)此現(xiàn)象稱(chēng)喇曼效應(yīng)。由于它是物質(zhì)的分子運(yùn)動(dòng)與格子運(yùn)動(dòng)之間的能量交換所產(chǎn)生的。當(dāng)物質(zhì)吸收能量時(shí)，光的振動(dòng)數(shù)變小，對(duì)此散射光稱(chēng)斯托克斯（stokes）線(xiàn)。反之，從物質(zhì)得到能量，而振動(dòng)數(shù)變大的散射光，則稱(chēng)反斯托克斯線(xiàn)。于是振動(dòng)數(shù)的偏差FR，反映了能級(jí)，可顯示物質(zhì)中固有的數(shù)值。 利用這種非線(xiàn)性媒體做成的光纖，稱(chēng)作喇曼光纖（RF：Raman Fiber）。為了將光封閉在細(xì)小的纖芯中，進(jìn)行長(zhǎng)距離傳播，就會(huì)出現(xiàn)光與物質(zhì)的相互作用效應(yīng)，能使信號(hào)波形不畸變，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸。 當(dāng)輸入光增強(qiáng)時(shí)，就會(huì)獲得相干的感應(yīng)散射光。應(yīng)用感應(yīng)喇曼散射光的設(shè)備有喇曼光纖激光器，可供作分光測(cè)量電源和光纖色散測(cè)試用電源。另外，感應(yīng)喇曼散射，在光纖的長(zhǎng)距離通信中，正在研討作為光放大器的應(yīng)用。

二十一 偏心光纖

標(biāo)準(zhǔn)光纖的纖芯是設(shè)置在包層中心的，纖芯與包層的截面形狀為同心圓型。但因用途不同，也有將纖芯位置和纖芯形狀、包層形狀，作成不同狀態(tài)或?qū)鼘哟┛仔纬僧愋徒Y(jié)構(gòu)的。相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)光纖，稱(chēng)這些光纖叫異型光纖。 偏心光纖（Excentric Core Fiber），它是異型光纖的一種。其纖芯設(shè)置在偏離中心且接近包層外線(xiàn)的偏心位置。由于纖芯靠近外表，部分光場(chǎng)會(huì)溢出包層傳播（稱(chēng)此為漸消彼，Evanescent Wave）。利用這一現(xiàn)象，就可檢測(cè)有無(wú)附著物質(zhì)以及折射率的變化。 偏心光纖（ECF）主要用作檢測(cè)物質(zhì)的光纖敏感器。與光時(shí)域反射計(jì)（OTDR）的測(cè)試法組合一起，還可作分布敏感器用。

二十二 發(fā)光光纖

采用含有熒光物質(zhì)制造的光纖。它是在受到輻射線(xiàn)、紫外線(xiàn)等光波照射時(shí)，產(chǎn)生的熒光一部分，可經(jīng)光纖閉合進(jìn)行傳輸?shù)墓饫w。 發(fā)光光纖（Luminescent Fiber）可以用于檢測(cè)輻射線(xiàn)和紫外線(xiàn)，以及進(jìn)行波長(zhǎng)變換，或用作溫度敏感器、化學(xué)敏感器。在輻射線(xiàn)的檢測(cè)中也稱(chēng)作閃光光纖（Scintillation Fiber）。 發(fā)光光纖從熒光材料和摻雜的角度上，正在開(kāi)發(fā)著塑料光纖。

二十三 多芯光纖

通常的光纖是由一個(gè)纖芯區(qū)和圍繞它的包層區(qū)構(gòu)成的。但多芯光纖（Multi Core Fiber）卻是一個(gè)共同的包層區(qū)中存在多個(gè)纖芯的。由于纖芯的相互接近程度，可有兩種功能。 其一是纖芯間隔大，即不產(chǎn)生光耦會(huì)的結(jié)構(gòu)。這種光纖，由于能提高傳輸線(xiàn)路的單位面積的集成密度。在光通信中，可以作成具有多個(gè)纖芯的帶狀光纜，而在非通信領(lǐng)域，作為光纖傳像束，有將纖芯作成成千上萬(wàn)個(gè)的。 其二是使纖芯之間的距離靠近，能產(chǎn)生光波耦合作用。利用此原理正在開(kāi)發(fā)雙纖芯的敏感器或光回路器件。

二十四 空心光纖

將光纖作成空心，形成圓筒狀空間，用于光傳輸?shù)墓饫w，稱(chēng)作空心光纖（Hollow Fiber）。 空心光纖主要用于能量傳送，可供X射線(xiàn)、紫外線(xiàn)和遠(yuǎn)紅外線(xiàn)光能傳輸。空心光纖結(jié)構(gòu)有兩種：一是將玻璃作成圓筒狀，其纖芯與包層原理與階躍型相同。利用光在空氣與玻璃之間的全反射傳播。由于，光的大部分可在無(wú)損耗的空氣中傳播，具有一定距離的傳播功能。二是使圓筒內(nèi)面的反射率接近1，以減少反射損耗。為了提高反射率，有在簡(jiǎn)內(nèi)設(shè)置電介質(zhì)，使工作波長(zhǎng)段損耗減少的。例如可以作到波長(zhǎng)10.6pm損耗達(dá)幾dB/m的。

二十五 高分子光導(dǎo)纖維

按材質(zhì)分,有無(wú)機(jī)光導(dǎo)纖維和高分子光導(dǎo)纖維，目前在工業(yè)上大量應(yīng)用的是前者。無(wú)機(jī)光導(dǎo)纖維材料又分為單組分和多組分兩類(lèi)。單組分即石英，主要原料為四氯化硅、三氯氧磷和三溴化硼等。其純度要求銅、鐵、鈷、鎳、錳、鉻、釩等過(guò)渡金屬離子雜質(zhì)含量低于10ppb。除此之外,OH-離子要求低于10ppb。石英纖維已被廣泛使用。多組分的原料較多，主要有二氧化硅、三氧化二硼、硝酸鈉、氧化鉈等。這種材料尚未普及。高分子光導(dǎo)纖維是以透明聚合物制得的光導(dǎo)纖維，由纖維芯材和包皮鞘材組成。芯材為高純度高透光性的聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯抽絲制得的纖維，外層為含氟聚合物或有機(jī)硅聚合物等。

高分子光導(dǎo)纖維的光損耗較高，1982年，日本電信電報(bào)公司利用氘化甲基丙烯酸甲酯聚合抽絲作芯材,光損耗率降低到20dB/km。但高分子光導(dǎo)纖維的特點(diǎn)是能制大尺寸，大數(shù)值孔徑的光導(dǎo)纖維，光源耦合效率高，撓曲性好，微彎曲不影響導(dǎo)光能力，配列、粘接容易，便于使用，成本低廉。但光損耗大，只能短距離應(yīng)用。光損耗在10～100dB/km的光導(dǎo)纖維，可傳輸幾百米。

二十六 保偏光纖

保偏光纖：保偏光纖傳輸線(xiàn)偏振光，廣泛用于航天、航空、航海、工業(yè)制造技術(shù)及通信等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。在以光學(xué)相干檢測(cè)為基礎(chǔ)的干涉型光纖傳感器中，使用保偏光纖能夠保證線(xiàn)偏振方向不變，提高相干信躁比，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物理量的高精度測(cè)量。保偏光纖作為一種特種光纖，主要應(yīng)用于光纖陀螺，光纖水聽(tīng)器等傳感器和DWDM、EDFA等光纖通信系統(tǒng)。由于光纖陀螺及光纖水聽(tīng)器等可用于軍用慣導(dǎo)和聲吶，屬于高新科技產(chǎn)品，而保偏光纖又是其核心部件，因而保偏光纖一直被西方發(fā)達(dá)國(guó)家列入對(duì)我禁運(yùn)的清單。保偏光纖在拉制過(guò)程中，由于光纖內(nèi)部產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)缺陷會(huì)造成保偏性能的下降，即當(dāng)線(xiàn)偏振光沿光纖的一個(gè)特征軸傳輸時(shí)，部分光信號(hào)會(huì)耦合進(jìn)入另一個(gè)與之垂直的特征軸，最終造成出射偏振光信號(hào)偏振消光比的下降. 這種缺陷就是影響光纖內(nèi)的雙折射效應(yīng). 保偏光纖中，雙折射效應(yīng)越強(qiáng)，波長(zhǎng)越短，保持傳輸光偏振態(tài)越好。

5、保偏產(chǎn)品系列丨5款保偏光纖產(chǎn)品簡(jiǎn)介

保偏光纖應(yīng)用日益擴(kuò)大，特別是在干涉型傳感器等測(cè)量方面，利用保偏光纖的光無(wú)源器件起著非常重要的作用，種類(lèi)也很多。

本文來(lái)介紹5款保偏光纖系列產(chǎn)品以及它們的性能，歡迎收藏轉(zhuǎn)發(fā)哦！

保偏光纖跳線(xiàn)-TLPMPC

保偏光纖跳線(xiàn)通常采用熊貓型保偏光纖，可選擇FC/PC或FC/APC光纖連接器。

可采用250um裸光纖、0.9mm松套管或3.0mm護(hù)套。

態(tài)路通信提供的保偏光纖特點(diǎn)是插入損耗低、消光比高、回波損耗高。慢軸或快軸可根據(jù)要求對(duì)準(zhǔn)連接器定位鍵。

保偏光纖耦合器——TLPMC

保偏光纖耦合器是實(shí)現(xiàn)線(xiàn)偏振光耦合、分光以及復(fù)用的關(guān)鍵器件。

保偏光纖耦合器可以穩(wěn)定地傳輸兩個(gè)正交的線(xiàn)偏振光，并能保持各自的偏振態(tài)不變，從而成為各種軍用干涉型傳感器、相干光通信、光纖陀螺以及光纖水聽(tīng)器、光纖激光器、光纖放大器等所需的關(guān)鍵光學(xué)器件。

態(tài)路通信可以提供多種熔融拉錐保偏耦合器，主要有結(jié)構(gòu)為1x2、2x2，波長(zhǎng)為1310nm、1550nm以及1064nm的保偏耦合器。

態(tài)路通信提供的保偏耦合器具有低插入損耗，高消光比、高回波損耗等特性。耦合比，消光比等參數(shù)可以根據(jù)您的需求進(jìn)行定制。

保偏光纖可調(diào)衰減器——TLPMVOA

保偏光纖可調(diào)衰減器是一種用于控制光信號(hào)通過(guò)的衰減的光學(xué)器件，通過(guò)調(diào)節(jié)可以精確地實(shí)現(xiàn)所需的衰減。

它可以用來(lái)精確地平衡光纖電路中的信號(hào)強(qiáng)度，或者在評(píng)估測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍時(shí)，可以用來(lái)平衡光信號(hào)。

保偏光纖環(huán)形器——TLPMCIR

光纖環(huán)行器是一種多端口非互易光學(xué)器件，光只能沿一個(gè)方向傳播。

信號(hào)若從端口1輸入，則從端口2輸出；而信號(hào)從端口2輸入，則將從端口3輸出，其輸出損耗都很小。

光從端口2輸入時(shí)，從端口1輸出損耗很大，同樣光從端口3輸入時(shí)，從端口1，2中輸出損耗也很大。

態(tài)路通信可以提供3端口、4端口，不同波長(zhǎng)的保偏光纖環(huán)行器，可應(yīng)用于光纖激光器、分插復(fù)用器、雙向泵浦系統(tǒng)、色散補(bǔ)償裝置、光纖傳感、科學(xué)科研等領(lǐng)域。

保偏光纖隔離器——TLPMI

保偏光纖隔離器是采用保偏光纖制作的光隔離器，它是一種只允許單向光通過(guò)的無(wú)源光器件，其工作原理是基于法拉第旋轉(zhuǎn)的非互易性。

對(duì)于正向入射的信號(hào)光，通過(guò)起偏器后成為線(xiàn)偏振光，法拉弟旋磁介質(zhì)與外磁場(chǎng)一起使信號(hào)光的偏振方向右旋45度，使其通過(guò)與起偏器成45度放置的檢偏器時(shí)損耗較低；對(duì)于反向光，出檢偏器的線(xiàn)偏振光經(jīng)過(guò)放置介質(zhì)時(shí)，偏轉(zhuǎn)方向也右旋轉(zhuǎn)45度，因此反向光的偏振方向與起偏器方向正交，完全阻斷了反射光的傳輸。

光隔離器常用于光纖通信系統(tǒng)和精密光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)中。態(tài)路通信可提供1030nm、1064nm，1310nm ，1550nm波段的保偏光纖隔離器，具有低插入損耗，高隔離度，高回波損耗以及高消光比等特性。