1. Structura fibrelor optice
Unfibra optica(OF) este o fibră dielectrică transparentă folosită pentru ghidarea luminii. O fibră optică practică constă din mai multe straturi de medii transparente, în general împărțite în trei straturi:
Miez: Situat în centrul fibrei (diametru 5~80μm), compus din silice de-puritate ridicată, dopată cu o cantitate mică de dopanți (de exemplu, dioxid de germaniu, pentoxid de fosfor) pentru a-și crește indicele de refracție (n1). Pentru fibrele de comunicație, diametrul miezului este de 5~10μm (fibră mono-mod) sau 50~80μm (fibră multi-mod).
Placarea: Înconjurând miezul (diametru ~125μm), compus din silice de-puritate ridicată cu o cantitate mică de dopanți (de exemplu, trioxid de bor), menite să-și reducă indicele de refracție (n2), puțin mai mic decât miezul). Placarea poate fi cu un singur-strat sau cu mai multe-strat.
Acoperire: Stratul cel mai exterior (din acrilat, cauciuc siliconic sau nailon), care servește o funcție de protecție. Include un strat primar și un strat secundar (jachetă). După acoperire, diametrul exterior al fibrei este de aproximativ 1,5 cm.
2. Clasificarea fibrelor optice
Există 4 metode principale de clasificare a fibrelor optice; ele pot fi, de asemenea, clasificate după compoziție (de exemplu, fibre de silice, fibre care conțin fluorură-, fibre de plastic etc.).
(1) Clasificarea după profilul indicelui de refracție al secțiunii transversale-fibrelor
Împărțit înFibră cu indice de pas (SIF)şiFibră cu indice gradat (GIF).
Fibră de indice de pas: Indicii de refracție ai miezului și ai învelișului sunt uniformi (notați \\(n_1\\) și respectiv \\(n_2\\)), cu o schimbare de treaptă la interfața dintre miez și placare. Profilul indicelui de refracție este exprimat astfel:
Aceasta a fost o structură de fibre timpurie, înlocuită treptat cu fibre cu indice gradat în fibre multi-mode, dar a recâștigat atenția ca structură principală în fibrele cu un singur-mod.
Fibră cu indice gradat: Indicele de refracție la axa miezului (n1) este cel mai mare, descrezând treptat de-a lungul direcției radiale (urmând o lege parabolică) și scade până la indicele de refracție a placajului (n2) la interfața miez-cladding; indicele de refracție al învelișului este uniform (n2)
Profilul indicelui de refracție este exprimat astfel:
Unde: g este exponentul profilului indicelui de refracție; (a1) este raza miezului; (Delta) este diferența relativă a indicelui de refracție
Caracteristică: Reduce dispersia modală în fibre cu mai multe-moduri și crește capacitatea de transmisie.
(2) Clasificarea după numărul de moduri de propagare
Împărțit înFibră multi-mode (MMF)şiFibră monomod (SMF).
Fibră multi-mode: Pentru o anumită lungime de undă de operare, există mai multe moduri de transmisie în fibră. Profilul indicelui de refracție al-secțiunii transversale poate fi uniform (mod-index multi-pas) sau ne-uniform (mod-index multi{-gradat). Caracteristici: caracteristici de transmisie slabe, lățime de bandă îngustă, capacitate de transmisie mică.
Fibră cu un singur mod: Pentru o anumită lungime de undă de operare, există un singur mod de transmisie (modul fundamental) în fibră, fără diferențe de întârziere intermodală. Caracteristici: Lățimea de bandă mult mai mare decât cea a fibrelor cu mai multe-moduri, potrivită pentru transmisie de-viteză mare.
(3) Clasificare după lungimea de undă de operare
Împărțit înFibre cu lungime de undă scurtăşiFibre cu lungime de undă lungă-.
Fibre cu lungime de undă scurtă: Lungime de undă 0,6~0,9μm (valoare tipică 0,85μm), un produs timpuriu, rar folosit acum.
Fibre cu lungime de undă lungă-: Lungime de undă 1,0~2,0μm (valori tipice 1,31μm, 1,55μm). În această bandă, fibrele de siliciu au o atenuare scăzută și o dispersie mică a materialului. Caracteristici: atenuare scăzută, lățime de bandă largă, potrivite pentru comunicații la-distanță lungă, de-capacitate mare.
(4) Clasificare după tipul de îmbrăcăminte
Împărțit înFibre strânse-bufferizateşiFibre-tuburilor libere.
Fibre strânse-bufferizate: Acoperirile secundare și terțiare sunt strâns legate de stratul primar, miez și placare. Dezavantaj: Caracteristicile temperaturii se degradează după înveliș (materialul de înveliș are un coeficient de expansiune ridicat; contracția la temperatură -scăzută determină microîncovoierea fibrei, crescând atenuarea).
Fibre-tuburilor libere: Fibra pre-acoperită este plasată lejer într-un tub de plastic, fără acoperire secundară sau terțiară. Avantaje: proces simplu de fabricație; caracteristici de temperatură-de atenuare și proprietăți mecanice mai bune decât fibrele etanșe-bufferizate, utilizate din ce în ce mai mult.
