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第2章 光纤拉制及成缆?光纤是如何拉制的，又是如何成缆的？本章内容：光纤种类、材料、制作方式及光缆的类型等方面 2.1 光纤的分类光纤基本结构：折射率较高的纤芯+折射率较低的包层原理：在纤芯和包层率差异引起光在纤芯发生全内反射，光在纤芯内传播。为保护光纤和免受环境影响，有涂敷层。 ????????????? 涂覆层直径～250um；????????????? 包层直径一般125um；????????????? 纤芯直径根据光纤类型而不同，一般通信用单模光纤直径为8um～10um  1. 光纤的种类 光纤分类方式多 （1）按照光纤芯内传输的模式数，分为多模和单模光纤。 1. 光纤的种类 单模光纤：光纤芯只传输一个模式（基模HE11）的光纤。条件：V2.405；特点：损耗低、频带宽、容量大、成本低，理想的长距离通信介质 多模光纤：光纤芯可传输多个模式的光纤。条件：V2.405；特点：模式色散大，不利于长途通信；适合传能和图象 （2）据折射率沿径向的分布，分为阶跃光纤和渐变（梯度）光纤 阶跃折射率：多模光纤、单模光纤 渐变折射率：多模光纤 特点：抗弯曲性好，色散小，衰减低，其性能比阶跃型多模光纤好 不足：与光波长有关的折射率微小变化引起残余色散，不同模式间产生模噪声，不适长距离通信。 在通信复用技术中，光纤的色散效应影响大。为此，有几种折射率特殊分布的单模光纤：色散位移光纤、截止波长位移光纤、色散平坦光纤、色散补偿光纤。 色散补偿光纤/保偏光纤 （3）按材料组成不同，分为 石英光纤：普通单模光纤(少量掺锗) 掺杂光纤：掺铒光纤(EDFA)，掺硼光纤(gratings) 液芯光纤：空心光纤填充(传感或可调器件) 塑料光纤：照明、传感、成本低、柔韧性好 氟化物光纤：红外 （4）按传输光的工作波长可分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤。 （5）按光纤用途不同，通信用光纤，军事上的高强度导弹用光纤，医学上激光手术刀用的传能光纤，内窥镜用的传像光纤，特种传感器用的偏振光纤等。 2.2 光纤材料 1. 光纤材料的选择 材料是光纤制作的核心。 选择光纤材料的因素：纯度高、吸收小、符合工艺(折射率径向分布易于精确控制)，同时要注意材料自身的机械强度和化学稳定性。 气体材料：可见和近红外区光衰减小，但折射率难控制。 液体材料：光衰减小，但折射率随温度变化大，折射率难精确控制。 固体材料：光衰减较大，但光学特性稳定，易控制折射率，使用最多。 固体材料中，SiO2为主的石英对可见光和近红外光的透光性好，且有好的化学稳定性和机械强度。通过掺杂（锗、硼、氟、磷等），也易改变石英折射率，来源充足，价格低，是光纤的首选材料 2. 光纤材料的提纯 提纯的目的：降低损耗，去除金属杂质和OH-。 提纯技术：精馏法(去金属)、吸附法(去OH-)或精馏吸附混合。 制备石英光纤的主要原料是一些卤化物，如SiCl4、GeCl4、PCl2、BCl3、AlCl3等，一般为液态、沸点低、易气化，常含一些金属氧化物、含氢化物和络合物等杂质。杂质(主要是金属和OH-)严重影响光纤衰减（吸收+散射）。 常用精馏吸附混合法：（1）氢氧焰燃烧SiCl4，产生氯化物气体和二氧化硅（粉尘状）。因温度上升在57.6℃时，SiCl4变成蒸气与氧气反应，而其它铁、铜等金属氯化物沸点高。该法可将杂质降至十亿分之一的水平。 对于气态原料，采用吸附法除去杂质（净化器，如：钯管、分子筛等）。通过一级或多级净化可达要求纯度。 目前通过蒸馏、吸附方法，可将过渡金属杂质减少至10-9以下，可忽略金属离子对损耗的影响，也可消除OH-离子的影响。 3. 光纤材料的折射率控制 光纤需高折纤芯和低折包层，同时有好的透明性，石英及其掺杂可实现折射率的改变。 纤芯（包层可为纯石英）:掺杂剂(锗)增加石英折射率，且锗对光的吸收低，二氧化锗(GeO2)与石英相似; 包层（芯可用纯石英）:掺杂剂(氟,硼)降低折射率 最常用:氟；硼不如氟明显。 不同折射率分布的实现：匹配包层光纤:纤芯掺杂(锗)后折射率高于纯石英，纯石英用于包层；(常制造单模阶跃光纤) 凹陷包层光纤:以少量掺杂(锗)使纤芯折射率约增加，同时包层掺杂(氟)降低包层的折射率； (常制造单模阶跃光纤) 塑料包层光纤:以纯石英作纤芯，折射率低于石英的塑料作包层。(可制