光导纤维是什么.

2024-05-16 15:42

1. 光导纤维是什么.

光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝(主要成分是二氧化硅),直径只有1~100μm左右。它是由内芯和外套两层组成,内芯的折射率大于外套的折射率,光由一端进入,在内芯和外套的界面上经多次全反射,从另一端射出。
(一)光纤的导光原理:光纤利用全反射将光线在信道内定向传输。
(二)光纤的传播模式:
△ 多模传播:阶跃模式、渐变模式。
△ 单模传播:阶跃模式
(三)光纤的传输特性:
损耗特性  (类似于衰减)
吸收损耗(材料中杂质吸收)
散射损耗(材料、形状、折射率分布有缺陷或不均匀)
主要是瑞利散射:光纤材料折射率的随机性变化
色散特性(类似于时延失真)
材料色散(材料折射率随频率变化引起)
波导色散(几何结构、形状不完善使光进入包层传播)
模式色散(多模光纤的主要色散,单模光纤无)

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光导纤维是什么.

2. 什么是光导纤维?

光导纤维是一种比头发丝还细的玻璃纤维丝。光导纤维于20世纪20年代就研制出来了,是用超纯石英玻璃在高温下拉制而成的,有很好的导光能力。但是由于传输过程中光波衰减太大,因此没有实用价值。那时光导纤维每千米衰减100分贝,所以如果用来通信,就要每隔20米设一个中继站,故未能在实际通信中应用。
1966年,英籍华人高琨博士发表一篇著名的论文,首次提出解决玻璃纯度和成分的问题,就能够得到光传输衰减很小的玻璃纤维。
高琨于1957年从伦敦大学毕业,1965年开始从事光通信研究。他先是进行砷化镓光电二极管为光源的通信系统研究,后来又对光的传输媒体进行研究,发现主要困难是光波在纤维媒体中的损耗大,材料太脆,制作困难。于是他从改变材料的成分、纯度和结构入手,以解决光波传输的损耗等问题。实验结果表明,石英玻璃材料中的杂质浓度是影响光波衰减的主要因素,并对波长为1微米的光波进行实验得到每千米只衰减1分贝的好成果。他经过反复实验取得了许多重要的数据,为撰写论文打下了良好的基础。于是一篇以《适合于光频率的绝缘介质纤维表面波导》为题的论文发表了。他充分论述了经过多年艰辛探索的理论结果和实验成果。论文很快引起各国科学家和工程技术人员的重视和赞扬,并被广泛引入实际应用。1970年,美国康宁玻璃公司首先拉制成功第一根每千米只衰减20分贝的石英玻璃光导纤维。此后,光导纤维的衰减率不断下降:1974年,每千米2分贝;1976年,每千米1分贝;1979年,每千米0.2分贝;80年代达到每千米0.16分贝;90年代研制的氟化物玻璃纤维衰减更低,已降到每千米0.03分贝。这种高纯度氟化物玻璃光导纤维的传输能力十分强,一次传送距离长达4800千米,可以在无中继站的情况下进行洲际光通信。今天,可以说,光导纤维已走过艰辛的历程,取得了辉煌的成绩。
光纤的结构呈圆柱形,中间是直径为8微米或50微米的纤芯,具有高折射率,外面裹上低折射率的包层,最外面是塑料护套,整个外部直径为125微米。特殊的制造工艺,特殊的材料,使光纤既纤细似发,柔顺如丝,又具高抗拉强度,大抗压能力。在性能上,对光波衰减小,可以多功能传输声音、图像和文字,适应低温环境,抗电磁干扰,耐放射性辐射,光波在光纤中传播不向外辐射电磁波,有极高的保密特点,信息以光速传送,速度无与伦比,光通信比电通信的容量要提高1~10亿倍,一根光纤能同时传输100亿个电话,或1000万套电视节目,容量之大,难以想像,使它理所当然地成为现代通信的“天之骄子”。光导纤维不仅可用于通信,还可以用作传送光能;可以制作医用胃窥镜和工业用内腔镜,用途广泛。

3. 什么是光导纤维

光通讯是人类最早应用的通讯方式之一。从烽火传递信号,到信号灯﹑旗语等通讯方式,都是光通讯的范畴。但由于受到视距﹑大气衰减﹑地形阻挡等诸多因素的限制,光通讯的发展缓慢。 1870年的一天,英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅讲光的全反射原理,他做了一个简单的实验:在装满水的木桶上钻个孔,然后用灯从桶上边把水照亮。结果使观众们大吃一惊。人们看到,放光的水从水桶的小孔里流了出来,水流弯曲,光线也跟着弯曲,光居然被弯弯曲曲的水俘获了(图4-11)。   人们曾经发现,光能沿着从酒桶中喷出的细酒流传输;人们还发现,光能顺着弯曲的玻璃棒前进。这是为什么呢?难道光线不再直进了吗?这些现象引起了丁达尔的注意,经过他的研究,发现这是全反射的作用,即光从水中射向空气,当入射角大于某一角度时,折射光线消失,全部光线都反射回水中。表面上看,光好像在水流中弯曲前进。实际上,在弯曲的水流里,光仍沿直线传播,只不过在内表面上发生了多次全反射,光线经过多次全反射向前传播。     
光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝,直径只有1~100μm左右。它是由内芯和外套两层组成,内芯的折射率大于外套的折射率,光由一端进入,在内芯和外套的界面上经多次全反射,从另一端射出。

什么是光导纤维

4. 什么是光导纤维?

光导纤维是一种比头发丝还细的玻璃纤维丝。光导纤维于20世纪20年代就研制出来了,是用超纯石英玻璃在高温下拉制而成的,有很好的导光能力。但是由于传输过程中光波衰减太大,因此没有实用价值。那时光导纤维每千米衰减100分贝,所以如果用来通信,就要每隔20米设一个中继站,故未能在实际通信中应用。


1966年,英籍华人高琨博士发表一篇著名的论文,首次提出解决玻璃纯度和成分的问题,就能够得到光传输衰减很小的玻璃纤维。


高琨于1957年从伦敦大学毕业,1965年开始从事光通信研究。他先是进行砷化镓光电二极管为光源的通信系统研究,后来又对光的传输媒体进行研究,发现主要困难是光波在纤维媒体中的损耗大,材料太脆,制作困难。于是他从改变材料的成分、纯度和结构入手,以解决光波传输的损耗等问题。实验结果表明,石英玻璃材料中的杂质浓度是影响光波衰减的主要因素,并对波长为1微米的光波进行实验得到每千米只衰减1分贝的好成果。他经过反复实验取得了许多重要的数据,为撰写论文打下了良好的基础。于是一篇以《适合于光频率的绝缘介质纤维表面波导》为题的论文发表了。他充分论述了经过多年艰辛探索的理论结果和实验成果。论文很快引起各国科学家和工程技术人员的重视和赞扬,并被广泛引入实际应用。1970年,美国康宁玻璃公司首先拉制成功第一根每千米只衰减20分贝的石英玻璃光导纤维。此后,光导纤维的衰减率不断下降:1974年,每千米2分贝;1976年,每千米1分贝;1979年,每千米0.2分贝;80年代达到每千米0.16分贝;90年代研制的氟化物玻璃纤维衰减更低,已降到每千米0.03分贝。这种高纯度氟化物玻璃光导纤维的传输能力十分强,一次传送距离长达4800千米,可以在无中继站的情况下进行洲际光通信。今天,可以说,光导纤维已走过艰辛的历程,取得了辉煌的成绩。


光纤的结构呈圆柱形,中间是直径为8微米或50微米的纤芯,具有高折射率,外面裹上低折射率的包层,最外面是塑料护套,整个外部直径为125微米。特殊的制造工艺,特殊的材料,使光纤既纤细似发,柔顺如丝,又具高抗拉强度,大抗压能力。在性能上,对光波衰减小,可以多功能传输声音、图像和文字,适应低温环境,抗电磁干扰,耐放射性辐射,光波在光纤中传播不向外辐射电磁波,有极高的保密特点,信息以光速传送,速度无与伦比,光通信比电通信的容量要提高1~10亿倍,一根光纤能同时传输100亿个电话,或1000万套电视节目,容量之大,难以想像,使它理所当然地成为现代通信的“天之骄子”。光导纤维不仅可用于通信,还可以用作传送光能;可以制作医用胃窥镜和工业用内腔镜,用途广泛。

5. 什么是光导纤维?

在信息传输方面大显神通的光导纤维,是高分子纤维中的后起之秀。光导纤维,就是能传送光线的纤维,简称“光纤”。1964年,美国杜邦公司首先研制成以聚甲基丙烯酸甲酯为线芯的塑料光纤。这种光纤是由两种折射率不同的塑料复合而成的,即由起着导光作用的芯线和折射率低于芯线而能将光闭合在芯线内的皮层鞘构成。通常用的光纤直径为0.1~3毫米,而芯与鞘两种材料的搭配是以两种材料折射率相差0.1为标准的。

什么是光导纤维?

6. 光导纤维是什么.

光导纤维  英文名:light-guide fiber
    一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝(玻璃纤维),当光线以合适的角度射入玻璃纤维时,光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。由于这种纤维能够用来传输光线,所以称它为光导纤维。

7. 什么是光导纤维

分类:  医疗/疾病 
   解析: 
  
 光导纤维简称光纤,是一种能高质量传导光的玻璃纤维。如果将许多根经过技术处理的光纤绕在一起,就得到我们常说的光缆。 
 
 光纤传导光的能力非常强,利用光缆通讯,能同时传播大量信息。例如一条光缆通路同时可容纳十亿人通话,也可同时传送多套电视节目。光纤的抗干扰性能好,不发生电辐射,通讯质量高,能防窃听。光缆的质量小而细,不怕腐蚀,铺设也很方便,因此是非常好的通讯材料。目前许多国家已使用光缆作为长途通讯干线。我国也开始生产光导纤维,并在部分地区和城市投入使用。随着时代的进步和科学的发展,光纤通讯必将大为普及。 
 
 光纤除了可以用于通讯外,还用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面。例如,可将光导纤维内窥镜导入心脏,测量心脏中的血压、温度等。在能量和信息传输方面,光导纤维也得到了广泛的应用。 
 
 同轴电缆(Coaxial)是指有两个同心导体,而导体和屏蔽层又共用同一轴心的电缆。最常见的同轴电缆由绝缘材料隔离的铜线导体组成,在里层绝缘材料的外部是另一层环形导体及其绝缘体,然后整个电缆由聚氯乙烯或特氟纶材料的护套包住。 
 
  
 
 目前,常用的同轴电缆有两类:50Ω和75Ω的同轴电缆。 
 
 75Ω同轴电缆常用于CATV网,故称为CATV电缆,传输带宽可达1GHz,目前常用CATV电缆的传输带宽为750MHz。 
 
 50Ω同轴电缆主要用于基带信号传输,传输带宽为1~2OMHz,总线型以太网就是使用50Ω同轴电缆,在以太网中,50Ω细同轴电缆的最大传输距离为185米,粗同轴电缆可达1000米。

什么是光导纤维

8. 什么是光导纤维?它有什么用途?

光通信的传输材料。光通信的线路采用像头发丝那样细的透明玻璃纤维制成的光缆。在玻璃纤维中传导的不是电信号,而是光信号,故称其为光导纤维。远距离通信的效率高,容量极大,抗干扰能力极强。

       现代科学创造的奇迹之一,是使光像电流一样沿着导线传输。不过,这种导线不是一般的金属导线,而是一种特殊的玻璃丝,人们称它为光导纤维,又叫光学纤维,简称光纤。 

       1870年,英国科学家丁达尔做了一个有趣的实验:让一股水流从玻璃容器的侧壁细口自由流出,以一束细光束沿水平方向从开口处的正对面射入水中。丁达尔发现,细光束不是穿出这股水流射向空气,而是顺从地沿着水流弯弯曲曲地传播。这是光的全反射造成的结果。 

       光导纤维正是根据这一原理制造的。它的基本原料是廉价的石英玻璃,科学家将它们拉成直径只有几微米到几十微米的丝,然后再包上一层折射率比它小的材料。只要入射角满足一定的条件,光束就可以在这样制成的光导纤维中弯弯曲曲地从一端传到另一端,而不会在中途漏射。科学家将光导纤维的这一特性首先用于光通信。一根光导纤维只能传送一个很小的光点,如果把数以万计的光导纤维整齐地排成一束,并使每根光导纤维在两端的位置上一一对应,就可做成光缆。用光缆代替电缆通信具有无比的优越性。比如20根光纤组成的像铅笔精细的光缆,每天可通话7.6万人次,而1800根铜线组成的像碗口粗细的电缆,每天只能通话几千人次。光导纤维不仅重量轻、成本低、敷设方便,而且容量大、抗干扰、稳定可靠、保密性强。因此光缆正在取代铜线电缆,广泛地应用于通信、电视、广播、交通、军事、医疗等许多领域,难怪人们称誉光导纤维为信息时代的神经。我国自行研制、生产、建设的世界最长的京汉广(北京、武汉、广州)通信光缆,全长3047公里,已于1993年10月15日开通,标志我国已进入全面应用光通信的时代。 

       光纤传导光的能力非常强,利用光缆通讯,能同时传播大量信息。例如一条光缆通路同时可容纳十亿人通话,也可同时传送多套电视节目。光纤的抗干扰性能好,不发生电辐射,通讯质量高,能防窃听。光缆的质量小而细,不怕腐蚀,铺设也很方便,因此是非常好的通讯材料。目前许多国家已使用光缆作为长途通讯干线。我国也开始生产光导纤维,并在部分地区和城市投入使用。随着时代的进步和科学的发展,光纤通讯必将大为普及。

       光纤除了可以用于通讯外,还用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面。例如,可将光导纤维内窥镜导入心脏,测量心脏中的血压、温度等。在能量和信息传输方面,光导纤维也得到了广泛的应用。
·光导纤维又称导光纤维﹑光学纤维,是一种把光能闭合在纤维中而产生导光作用的纤维。它能将光的明暗﹑光点的明灭变化等信号从一端传送到另一端。光导纤维是由两种或两种以上折射率不同的透明材料通过特殊复合技术制成的复合纤维。它的基本类型是由实际起着导光作用的芯材和能将光能闭合于芯材之中的皮层构成。光导纤维有各种分类方法:按材料组成万分可分为玻璃﹑石英和塑料光导纤维;按形状和柔性分为可挠性和不可挠性光导纤维;按纤维结构分为皮芯型和自聚集型(又称梯度型);按传递性分为传光和传象光导纤维;按传递光的波长分为可见光﹑红外线﹑紫外线﹑激光等光导纤维。

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