光及其特性：

 

1.光是一种電(diàn)磁波

        可(kě)见光部分(fēn)波長(cháng)范围是：390~760nm（纳米）。大于760nm部分(fēn)是红外光，小(xiǎo)于390nm部分(fēn)是紫外光。光纤中应用(yòng)的是：850nm，1310nm，1550nm三种。

 

2.光的折射，反射和全反射。

        因光在不同物(wù)质中的传播速度是不同的，所以光从一种物(wù)质射向另一种物(wù)质时，在两种物(wù)质的交界面处会产生折射和反射。而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时，折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。不同的物(wù)质对相同波長(cháng)光的折射角度是不同的（即不同的物(wù)质有(yǒu)不同的光折射率），相同的物(wù)质对不同波長(cháng)光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理(lǐ)而形成的。

 

      1.光纤裸纤一般分(fēn)為(wèi)三层：中心高折射率玻璃芯（芯径一般為(wèi)50或62.5μm），中间為(wèi)低折射率硅玻璃包层（直径一般為(wèi)125μm），外层是加强用(yòng)的树脂涂层。光線(xiàn)在纤芯传送，当光纤射到纤芯和外层界面的角度大于产生全反射的临界角时，光線(xiàn)透不过界面，会全部反射回来，继续在纤芯内向前传送，而包层主要起到保护的作用(yòng)。

  2.数值孔径：

      入射到光纤端面的光并不能(néng)全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可(kě)以。这个角度就称為(wèi)光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有(yǒu)利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同（AT&T CORNING）。

 

      3.光纤的种类：

      光纤的种类很(hěn)多(duō)，根据用(yòng)途不同，所需要的功能(néng)和性能(néng)也有(yǒu)所差异。但对于有(yǒu)線(xiàn)電(diàn)视和通信用(yòng)的光纤，其设计和制造的原则基本相同，诸如：

 

①损耗小(xiǎo)；

 

②有(yǒu)一定带宽且色散小(xiǎo)；

 

③接線(xiàn)容易；

 

④易于成统；

 

⑤可(kě)靠性高；

 

⑥制造比较简单；

 

⑦价廉等。光纤的分(fēn)类主要是从工作波長(cháng)、折射率分(fēn)布、传输模式、原材料和制造方法上作一归纳的，兹将各种分(fēn)类举例如下。

 

（1）工作波長(cháng)：紫外光纤、可(kě)观光纤、近红外光纤、红外光纤（0.85μm、1.3μm、1.55μm）。

 

（2）折射率分(fēn)布：阶跃（SI）型光纤、近阶跃型光纤、渐变（GI）型光纤、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。

 

（3）传输模式：单模光纤（含偏振保持光纤、非偏振保持光纤）、多(duō)模光纤。

 

（4）原材料：石英光纤、多(duō)成分(fēn)玻璃光纤、塑料光纤、复合材料光纤（如塑料包层、液體(tǐ)纤芯等）、红外材料等。按被覆材料还可(kě)分(fēn)為(wèi)无机材料（碳等）、金属材料（铜、镍等）和塑料等。

 

（5）制造方法：预塑有(yǒu)汽相轴向沉积（VAD）、化學(xué)汽相沉积（CVD）等，拉丝法有(yǒu)管律法（Rod intube）和双坩锅法等。

石英光纤

      石英光纤（Silica Fiber）是以二氧化硅（SiO2）為(wèi)主要原料，并按不同的掺杂量，来控制纤芯和包层的折射率分(fēn)布的光纤。石英（玻璃）系列光纤，具有(yǒu)低耗、宽带的特点，已广泛应用(yòng)于有(yǒu)線(xiàn)電(diàn)视和通信系统。

 

石英玻璃光导纤维的优点是损耗低,当光波長(cháng)為(wèi)1.0～1.7μm（约1.4μm附近），损耗只有(yǒu)1dB/km，在1.55μm处低，只有(yǒu)0.2dB/km。

 

掺氟光纤

      掺氟光纤（Fluorine Doped Fiber）為(wèi)石英光纤的典型产品之一。通常，作為(wèi)1.3μm波域的通信用(yòng)光纤中，控制纤芯的掺杂物(wù)為(wèi)二氧化锗（GeO2），包层是用(yòng)SiO2做成的。但接氟光纤的纤芯，大多(duō)使用(yòng)SiO2，而在包层中却是掺入氟素的。由于，瑞利散射损耗是因折射率的变动而引起的光散射现象。所以，希望形成折射率变动因素的掺杂物(wù)，以少為(wèi)佳。氟素的作用(yòng)主要是可(kě)以降低SIO2的折射率。因而，常用(yòng)于包层的掺杂。

 

石英光纤与其它原料的光纤相比，还具有(yǒu)从紫外線(xiàn)光到近红外線(xiàn)光的透光广谱，除通信用(yòng)途之外，还可(kě)用(yòng)于导光和图像传导等领域。

 

红外光纤

      作為(wèi)光通信领域所开发的石英系列光纤的工作波長(cháng)，尽管用(yòng)在较短的传输距离，也只能(néng)用(yòng)于2μm。為(wèi)此，能(néng)在更長(cháng)的红外波長(cháng)领域工作，所开发的光纤称為(wèi)红外光纤。红外光纤（Infrared Optical Fiber）主要用(yòng)于光能(néng)传送。例如有(yǒu)：温度计量、热图像传输、激光手术刀(dāo)医疗、热能(néng)加工等等，普及率尚低。

 

复合光纤

      复合光纤（Compound Fiber）是在SiO2原料中，再适当混合诸如氧化钠（Na2O）、氧化硼（B2O3）、氧化钾（K2O）等氧化物(wù)制作成多(duō)组分(fēn)玻璃光纤，特点是多(duō)组分(fēn)玻璃比石英玻璃的软化点低且纤芯与包层的折射率差很(hěn)大。主要用(yòng)在医疗业務(wù)的光纤内窥镜.

 

氟化物(wù)光纤

       氟化物(wù)光纤（Fluoride Fiber）是由氟化物(wù)玻璃作成的光纤。氟化物(wù)光纤的代表是ZBLAN光纤，其原料是将氟化锆（ZrF2）、氟化钡（BaF2）、氟化镧（LaF3）、氟化铝（AlF3）、氟化钠（NaF）等氟化物(wù)按照一定比例进行组合的。主要在2～10μm波長(cháng)实现光传输。由于ZBLAN光纤具有(yǒu)超低损耗光纤的可(kě)能(néng)性，正在进行着用(yòng)于長(cháng)距离通信光纤的可(kě)行性开发，例如：其理(lǐ)论上的低损耗，在3μm波長(cháng)时可(kě)达10^-2～10^-3 dB/km，而石英光纤在1.55μm时却在0.15~0.16dB/Km之间。ZBLAN光纤由于难于降低散射损耗，只能(néng)用(yòng)在2.4～2.7μm的温敏器和热图像传输，尚未广泛实用(yòng)。最近，為(wèi)了利用(yòng)ZBLAN进行長(cháng)距离传输，正在研制1.3μm的掺镨光纤放大器（PDFA）。

 

塑包光纤

       塑包光纤（Plastic Clad Fiber）是将高纯度的石英玻璃作成纤芯，而将折射率比石英稍低的如硅胶等塑料作為(wèi)包层的阶跃型光纤。它与石英光纤相比较，具有(yǒu)纤芯粗、数值孔径（NA）高的特点。因此，易与发光二极管LED光源结合，损耗也较小(xiǎo)。所以，非常适用(yòng)于局域网（LAN）和近距离通信。

 

塑料光纤

这是将纤芯和包层都用(yòng)塑料（聚合物(wù)）做成的光纤。早期产品主要用(yòng)于装饰和导光照明及近距离光键路的光通信中。原料主要是有(yǒu)机玻璃（PMMA）、聚苯乙稀（PS）和聚碳酸酯（PC）。损耗受到塑料固有(yǒu)的C－H结合结构制约，一般每km可(kě)达几十dB。為(wèi)了降低损耗正在开发应用(yòng)氟索系列塑料。由于塑料光纤（Plastic Optical fiber）的纤芯直径為(wèi)1000μm，比单模石英光纤大100倍，接续简单，而且易于弯曲施工容易。近年来，加上宽带化的进度，作為(wèi)渐变型（GI）折射率的多(duō)模塑料光纤的发展受到了社会的重视。最近，在汽車(chē)内部LAN中应用(yòng)较快，未来在家庭LAN中也可(kě)能(néng)得到应用(yòng)。

 

单模光纤

       单模光纤这是指在工作波長(cháng)中，只能(néng)传输一个传播模式的光纤，通常简称為(wèi)单模光纤（SMF：Single ModeFiber）。在有(yǒu)線(xiàn)電(diàn)视和光通信中，是应用(yòng)广泛的光纤。由于，光纤的纤芯很(hěn)细（约10μm）而且折射率呈阶跃状分(fēn)布，当归一化频率V参数<2.4时，理(lǐ)论上，只能(néng)形成单模传输。另外，SMF没有(yǒu)多(duō)模色散，不仅传输频带较多(duō)模光纤更宽，再加上SMF的材料色散和结构色散的相加抵消，其合成特性恰好形成零色散的特性，使传输频带更加拓宽。SMF中，因掺杂物(wù)不同与制造方式的差别有(yǒu)许多(duō)类型。凹陷型包层光纤（DePr-essed Clad Fiber），其包层形成两重结构，邻近纤芯的包层，较外倒包层的折射率还低。

 

多(duō)模光纤

       多(duō)模光纤将光纤按工作波長(cháng)以其传播可(kě)能(néng)的模式為(wèi)多(duō)个模式的光纤称作多(duō)模光纤（MMF：MUlti ModeFiber）。纤芯直径為(wèi)50μm，由于传输模式可(kě)达几百个，与SMF相比传输带宽主要受模式色散支配。在历史上曾用(yòng)于有(yǒu)線(xiàn)電(diàn)视和通信系统的短距离传输。自从出现SMF光纤后，似乎形成历史产品。但实际上，由于MMF较SMF的芯径大且与LED等光源结合容易，在众多(duō)LAN中更有(yǒu)优势。所以，在短距离通信领域中MMF仍在重新(xīn)受到重视。MMF按折射率分(fēn)布进行分(fēn)类时，有(yǒu)：渐变（GI）型和阶跃（SI）型两种。GI型的折射率以纤芯中心為(wèi)至高，沿向包层徐徐降低。由于SI型光波在光纤中的反射前进过程中，产生各个光路径的时差，致使射出光波失真，色激较大。其结果是传输带宽变窄，SI型MMF应用(yòng)较少。

 

色散位移光纤

     单模光纤的工作波長(cháng)在1.3Pm时，模场直径约9Pm，其传输损耗约0.3dB/km。此时，零色散波長(cháng)恰好在1.3pm处。石英光纤中，从原材料上看1.55pm段的传输损耗小(xiǎo)（约0.2dB/km）。由于已经实用(yòng)的掺铒光纤放大器（EDFA）是工作在1.55pm波段的，如果在此波段也能(néng)实现零色散，就更有(yǒu)利于应用(yòng)1.55Pm波段的長(cháng)距离传输。于是，巧妙地利用(yòng)光纤材料中的石英材料色散与纤芯结构色散的合成抵消特性，就可(kě)使原在1.3Pm段的零色散，移位到1.55pm段也构成零色散。因此，被命名為(wèi)色散位移光纤（DSF：DispersionShifted Fiber）。加大结构色散的方法，主要是在纤芯的折射率分(fēn)布性能(néng)进行改善。在光通信的長(cháng)距离传输中，光纤色散為(wèi)零是重要的，但不是唯一的。其它性能(néng)还有(yǒu)损耗小(xiǎo)、接续容易、成缆化或工作中的特性变化小(xiǎo)（包括弯曲、拉伸和环境变化影响）。DSF就是在设计中，综合考虑这些因素。

 

色散平坦光纤

      色散移位光纤（DSF）是将单模光纤设计零色散位于1.55pm波段的光纤。而色散平坦光纤（DFF：Dispersion Flattened Fiber）却是将从1.3Pm到1.55pm的较宽波段的色散，都能(néng)作到很(hěn)低，几乎达到零色散的光纤称作DFF。由于DFF要做到1.3pm～1.55pm范围的色散都减少。就需要对光纤的折射率分(fēn)布进行复杂的设计。不过这种光纤对于波分(fēn)复用(yòng)（WDM）的線(xiàn)路却是很(hěn)适宜的。由于DFF光纤的工艺比较复杂，费用(yòng)较贵。今后随着产量的增加，价格也会降低。

 

色散补偿光纤

       对于采用(yòng)单模光纤的干線(xiàn)系统，由于多(duō)数是利用(yòng)1.3pm波段色散為(wèi)零的光纤构成的。可(kě)是，损耗min的1.55pm，由于EDFA的实用(yòng)化，如果能(néng)在1.3pm零色散的光纤上也能(néng)令1.55pm波長(cháng)工作，将是非常有(yǒu)益的。因為(wèi)，在1.3Pm零色散的光纤中，1.55Pm波段的色散约有(yǒu)16ps/km/nm之多(duō)。如果在此光纤線(xiàn)路中，插入一段与此色散符号相反的光纤，就可(kě)使整个光線(xiàn)路的色散為(wèi)零。為(wèi)此目的所用(yòng)的是光纤则称作色散补偿光纤（DCF：DisPersion Compe-nsation Fiber）。DCF与标准的1.3pm零色散光纤相比，纤芯直径更细，而且折射率差也较大。DCF也是WDM光線(xiàn)路的重要组成部分(fēn)。

 

偏振保持光纤

       在光纤中传播的光波，因為(wèi)具有(yǒu)電(diàn)磁波的性质，所以，除了基本的光波单一模式之外，实质上还存在着電(diàn)磁场（TE、TM）分(fēn)布的两个正交模式。通常，由于光纤截面的结构是圆对称的，这两个偏振模式的传播常数相等，两束偏振光互不干涉，但实际上，光纤不是完全地圆对称，例如有(yǒu)着弯曲部分(fēn)，就会出现两个偏振模式之间的结合因素，在光轴上呈不规则分(fēn)布。偏振光的这种变化造成的色散，称之偏振模式色散（PMD）。对于以分(fēn)配图像為(wèi)主的有(yǒu)線(xiàn)電(diàn)视，影响尚不太大，但对于一些未来超宽带有(yǒu)特殊要求的业務(wù)，如：

 

①相干通信中采用(yòng)外差检波，要求光波偏振更稳定时；

 

②光机器等对输入输出特性要求与偏振相关时；

 

③在制作偏振保持光耦合器和偏振器或去偏振器等时；

 

④制作利用(yòng)光干涉的光纤敏感器等，

 

凡要求偏振波保持恒定的情况下，对光纤经过改进使偏振状态不变的光纤称作偏振保持光纤（PMF：Polarization Maintaining fiber），或称其為(wèi)固定偏振光纤。

 

双折射光纤

       双折射光纤是指在单模光纤中，可(kě)以传输相互正交的两个固有(yǒu)偏振模式的光纤。折射率随偏振方向变异的现象称為(wèi)双折射。它又(yòu)称作PANDA光纤，即偏振保持与吸收减少光纤（Polarization－maintai-ning AND Absorption－ reducing fiber）。它是在纤芯的横向两侧，设置热膨胀系数大、截面是圆形的玻璃部分(fēn)。在高温的光纤拉丝过程中，这些部分(fēn)收缩，其结果在纤芯y方向产生拉伸，同时又(yòu)在x方向呈现压缩应力。致使纤材出现光弹性效应，使折射率在X方向和y方向出现差异。依此原理(lǐ)达到偏振保持恒定的效果。[3]

 

抗恶环境光纤

       通信用(yòng)光纤通常的工作环境温度可(kě)在-40～+60℃之间，设计时也是以不受大量辐射線(xiàn)照射為(wèi)前提的。相比之下，对于更低温或更高温以及能(néng)在遭受高压或外力影响、曝晒辐射線(xiàn)的恶劣环境下，也能(néng)工作的光纤则称作抗恶环境光纤（Hard Condition Resistant Fiber）。一般為(wèi)了对光纤表面进行机械保护，多(duō)涂覆一层塑料。可(kě)是随着温度升高，塑料保护功能(néng)有(yǒu)所下降，致使使用(yòng)温度也有(yǒu)所限制。如果改用(yòng)抗热性塑料，如聚四氟乙稀（Teflon）等树脂，即可(kě)工作在300℃环境。也有(yǒu)在石英玻璃表面涂覆镍（Ni）和铝（Al）等金属的。这种光纤则称為(wèi)耐热光纤（Heat Resistant Fiber）。另外，当光纤受到辐射線(xiàn)的照射时，光损耗会增加。这是因為(wèi)石英玻璃遇到辐射線(xiàn)照射时，玻璃中会出现结构缺陷（也称作色心：Colour Center），尤在0.4～0.7pm波長(cháng)时损耗增大。防止办法是改用(yòng)掺杂OH或F素的石英玻璃，就能(néng)抑制因辐射線(xiàn)造成的损耗缺陷。这种光纤则称作抗辐射光纤（Radiation Resistant Fiber），多(duō)用(yòng)于核发電(diàn)站的监测用(yòng)光纤维镜等。

 

密封涂层光纤

       為(wèi)了保持光纤的机械强度和损耗的長(cháng)时间稳定，而在玻璃表面涂装碳化硅（SiC）、碳化钛（TiC）、碳（C）等无机材料，用(yòng)来防止从外部来的水和氢的扩散所制造的光纤（HCFHermeticallyCoated Fiber）。通用(yòng)的是在化學(xué)气相沉积（CVD）法生产过程中，用(yòng)碳层高速堆积来实现充分(fēn)密封效应。这种 碳涂覆光纤（CCF）能(néng)有(yǒu)效地截断光纤与外界氢分(fēn)子的侵入。据报道它在室温的氢气环境中可(kě)维持20年不增加损耗。当然，它在防止水分(fēn)侵入，延缓机械强度的疲劳进程中，其疲劳系数（Fatigue Parameter）可(kě)达200以上。所以，HCF被应用(yòng)于严酷环境中要求可(kě)靠性高的系统，例如海底光缆就是一例。

 

碳涂层光纤

      在石英光纤的表面涂敷碳膜的光纤，称之碳涂层光纤（CCF：Carbon CoatedFiber）。其机理(lǐ)是利用(yòng)碳素的致密膜层，使光纤表面与外界隔离，以改善光纤的机械疲劳损耗和氢分(fēn)子的损耗增加。CCF是密封涂层光纤（HCF）的一种。

 

金属涂层光纤

       金属涂层光纤（Metal Coated Fiber）是在光纤的表面涂布Ni、Cu、Al等金属层的光纤。也有(yǒu)再在金属层外被覆塑料的，目的在于提高抗热性和可(kě)供通電(diàn)及焊接。它是抗恶环境性光纤之一，也可(kě)作為(wèi)電(diàn)子電(diàn)路的部件用(yòng)。早期产品是在拉丝过程中，涂布熔解的金属做成的。由于此法因被玻璃与金属的膨胀系数差异太大，会增微小(xiǎo)弯曲损耗，实用(yòng)化率不高。近期，由于在玻璃光纤的表面采用(yòng)低损耗的非電(diàn)解镀膜法的成功，使性能(néng)大有(yǒu)改善。

 

掺稀土光纤

      在光纤的纤芯中，掺杂如铒（Er）、钦（Nd）、镨（Pr）等稀土族元素的光纤。1985年英國(guó)的索斯安普顿（Sourthampton）大學(xué)的佩思（Payne）等首先发现掺杂稀土元素的光纤（Rare Earth DoPed Fiber）有(yǒu)激光振荡和光放大的现象。于是，从此揭开了惨饵等光放大的面纱，已经实用(yòng)的1.55pmEDFA就是利用(yòng)掺饵的单模光纤，利用(yòng)1.47pm的激光进行激励，得到1.55pm光信号放大的。另外，掺镨的氟化物(wù)光纤放大器（PDFA）正在开发中。

 

喇曼光纤

       喇曼效应是指往某物(wù)质中射人频率f的单色光时，在散射光中会出现频率f之外的f±fR， f±2fR等频率的散射光，对此现象称喇曼效应。由于它是物(wù)质的分(fēn)子运动与格子运动之间的能(néng)量交换所产生的。当物(wù)质吸收能(néng)量时，光的振动数变小(xiǎo)，对此散射光称斯托克斯（stokes）線(xiàn)。反之，从物(wù)质得到能(néng)量，而振动数变大的散射光，则称反斯托克斯線(xiàn)。于是振动数的偏差FR，反映了能(néng)级，可(kě)显示物(wù)质中固有(yǒu)的数值。利用(yòng)这种非線(xiàn)性媒體(tǐ)做成的光纤，称作喇曼光纤（RF：Raman Fiber）。為(wèi)了将光封闭在细小(xiǎo)的纤芯中，进行長(cháng)距离传播，就会出现光与物(wù)质的相互作用(yòng)效应，能(néng)使信号波形不畸变，实现長(cháng)距离传输。当输入光增强时，就会获得相干的感应散射光。应用(yòng)感应喇曼散射光的设备有(yǒu)喇曼光纤激光器，可(kě)供作分(fēn)光测量電(diàn)源和光纤色散测试用(yòng)電(diàn)源。另外，感应喇曼散射，在光纤的長(cháng)距离通信中，正在研讨作為(wèi)光放大器的应用(yòng)。

 

偏心光纤

       标准光纤的纤芯是设置在包层中心的，纤芯与包层的截面形状為(wèi)同心圆型。但因用(yòng)途不同，也有(yǒu)将纤芯位置和纤芯形状、包层形状，做成不同状态或将包层穿孔形成异型结构的。相对于标准光纤，称这些光纤叫异型光纤。偏心光纤（Excentric Core Fiber），它是异型光纤的一种。其纤芯设置在偏离中心且接近包层外線(xiàn)的偏心位置。由于纤芯靠近外表，部分(fēn)光场会溢出包层传播（称此為(wèi)渐消彼，Evanescent Wave）。利用(yòng)这一现象，就可(kě)检测有(yǒu)无附着物(wù)质以及折射率的变化。偏心光纤（ECF）主要用(yòng)作检测物(wù)质的光纤敏感器。与光时域反射计（OTDR）的测试法组合一起，还可(kě)作分(fēn)布敏感器用(yòng)。

 

发光光纤

       采用(yòng)含有(yǒu)荧光物(wù)质制造的光纤。它是在受到辐射線(xiàn)、紫外線(xiàn)等光波照射时，产生的荧光一部分(fēn)，可(kě)经光纤闭合进行传输的光纤。发光光纤（Luminescent Fiber）可(kě)以用(yòng)于检测辐射線(xiàn)和紫外線(xiàn)，以及进行波長(cháng)变换，或用(yòng)作温度敏感器、化學(xué)敏感器。在辐射線(xiàn)的检测中也称作闪光光纤（Scintillation Fiber）。发光光纤从荧光材料和掺杂的角度上，正在开发着塑料光纤。

 

多(duō)芯光纤

      通常的光纤是由一个纤芯區(qū)和围绕它的包层區(qū)构成的。但多(duō)芯光纤（Multi Core Fiber）却是一个共同的包层區(qū)中存在多(duō)个纤芯的。由于纤芯的相互接近程度，可(kě)有(yǒu)两种功能(néng)。其一是纤芯间隔大，即不产生光耦会的结构。这种光纤，由于能(néng)提高传输線(xiàn)路的单位面积的集成密度。在光通信中，可(kě)以作成具有(yǒu)多(duō)个纤芯的带状光缆，而在非通信领域，作為(wèi)光纤传像束，有(yǒu)将纤芯作成成千上万个的。其二是使纤芯之间的距离靠近，能(néng)产生光波耦合作用(yòng)。利用(yòng)此原理(lǐ)正在开发双纤芯的敏感器或光回路器件。

 

空心光纤

      将光纤作成空心，形成圆筒状空间，用(yòng)于光传输的光纤，称作空心光纤（Hollow Fiber）。空心光纤主要用(yòng)于能(néng)量传送，可(kě)供X射線(xiàn)、紫外線(xiàn)和遠(yuǎn)红外線(xiàn)光能(néng)传输。

 

空心光纤结构有(yǒu)两种：

 

一是将玻璃做成圆筒状，其纤芯与包层原理(lǐ)与阶跃型相同。利用(yòng)光在空气与玻璃之间的全反射传播。由于，光的大部分(fēn)可(kě)在无损耗的空气中传播，具有(yǒu)一定距离的传播功能(néng)。

 

二是使圆筒内面的反射率接近1，以减少反射损耗。為(wèi)了提高反射率，有(yǒu)在简内设置電(diàn)介质，使工作波長(cháng)段损耗减少的。例如可(kě)以做到波長(cháng)10.6pm损耗达几dB/m的。

 

高分(fēn)子光导

       按材质分(fēn)，有(yǒu)无机光导纤维和高分(fēn)子光导纤维，在工业上大量应用(yòng)的是前者。无机光导纤维材料又(yòu)分(fēn)為(wèi)单组分(fēn)和多(duō)组分(fēn)两类。单组分(fēn)即石英，主要原料為(wèi)四氯化硅、三氯氧磷和三溴化硼等。其纯度要求铜、铁、钴、镍、锰、铬、钒等过渡金属离子杂质含量低于10ppb。除此之外，OH 离子要求低于10ppb。石英纤维已被广泛使用(yòng)。多(duō)组分(fēn)的原料较多(duō)，主要有(yǒu)二氧化硅、三氧化二硼、硝酸钠、氧化铊等。这种材料尚未普及。高分(fēn)子光导纤维是以透明聚合物(wù)制得的光导纤维，由纤维芯材和包皮鞘材组成。芯材為(wèi)高纯度高透光性的聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯抽丝制得的纤维，外层為(wèi)含氟聚合物(wù)或有(yǒu)机硅聚合物(wù)等。

 

      高分(fēn)子光导纤维的光损耗较高，1982年，日本電(diàn)信電(diàn)报公司利用(yòng)氘化甲基丙烯酸甲酯聚合抽丝作芯材，光损耗率降低到20dB/km。但高分(fēn)子光导纤维的特点是能(néng)制大尺寸，大数值孔径的光导纤维，光源耦合效率高，挠曲性好，微弯曲不影响导光能(néng)力，配列、粘接容易，便于使用(yòng)，成本低廉。但光损耗大，只能(néng)短距离应用(yòng)。光损耗在10～100dB/km的光导纤维，可(kě)传输几百米。

 

保偏光纤

       保偏光纤：保偏光纤传输線(xiàn)偏振光，广泛用(yòng)于航天、航空、航海、工业制造技术及通信等國(guó)民(mín)经济的各个领域。在以光學(xué)相干检测為(wèi)基础的干涉型光纤传感器中，使用(yòng)保偏光纤能(néng)够保证線(xiàn)偏振方向不变，提高相干信躁比，以实现对物(wù)理(lǐ)量的高精度测量。保偏光纤作為(wèi)一种特种光纤，主要应用(yòng)于光纤陀螺，光纤水听器等传感器和DWDM、EDFA等光纤通信系统。由于光纤陀螺及光纤水听器等可(kě)用(yòng)于军用(yòng)惯导和声呐，属于新(xīn)型科(kē)技产品，而保偏光纤又(yòu)是其核心部件，因而保偏光纤一直被西方发达國(guó)家列入对我禁运的清单。保偏光纤在拉制过程中，由于光纤内部产生的结构缺陷会造成保偏性能(néng)的下降，即当線(xiàn)偏振光沿光纤的一个特征轴传输时，部分(fēn)光信号会耦合进入另一个与之垂直的特征轴，最终造成出射偏振光信号偏振消光比的下降。这种缺陷就是影响光纤内的双折射效应。保偏光纤中，双折射效应越强，波長(cháng)越短，保持传输光偏振态越好。

 

      保偏光纤的应用(yòng)及未来发展方向

 

      保偏光纤在今后几年内将有(yǒu)较大的市场需求。随着世界新(xīn)技术的飞速发展和新(xīn)产品的不断开发 ，保偏光纤将沿着以下几个方向发展：

 

（1）采用(yòng)光子晶體(tǐ)光纤新(xīn)技术制造新(xīn)型的高性能(néng)保偏光纤 ;

 

（2）开发温度适应性保偏光纤 ，以适应航空航天等领域环境的要求;

 

（3）开发出各种掺稀土保偏光纤 ，满足光放大器等器件应用(yòng)的需求;

 

（4）开发氟化物(wù)保偏光纤 ，促进纤维光學(xué)干涉技术在红外天文(wén)學(xué)技术领域的发展;

 

（5）低衰减保偏光纤 :随着单模光纤技术的不断完善 ，损耗、 材料色散和波导 色散已经不再是影响光纤通信的主要因素 ，单模光纤的偏振模色散（ PMD） 逐渐成為(wèi)限制光纤通信质量的严重的瓶颈 ，在10 Gbit / s及以上的高 速光纤通信系统中表现尤為(wèi)突出。

 

（6）利用(yòng)克尔效应和法拉第旋光效应制造偏振光器件。

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