光纖的概念、工作原理、設計原則和分類

一 光纖的分類

光纖是光導纖維（OF：Optical Fiber）的簡稱。但通信系統中常常將 Optical Fibe（光纖）又簡化為 Fiber，例如：光纖放大器（Fiber ）或光纖干線（Fiber Backbone）等等。

光纖實際是指由透明材料做成的纖芯和在它周圍采用比纖芯的折射率稍低的材料作成的包層所被覆，并將射入纖芯的光信號，經包層界面反射，使光信號在纖芯中傳播前進的媒體。

光纖的種類很多，根據用途不同，所需要的功能和性能也有所差異。但對于有線電視和通信用的光纖，其設計和制造的原則基本相同。

諸如：①損耗??；

②有一定帶寬且色散??；

③接線容易；

④易于成統；

⑤可靠性高；

⑥制造比較簡單。

二 石英光纖

是以二氧化硅（SiO2）為主要原料，并按不同的摻雜量，來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，現在已廣泛應用于有線電視和通信系統。

三 紅外光纖

作為光通信領域所開發的石英系列光纖的工作波長，盡管用在較短的傳輸距離，也只能用于2pm。為此，能在更長的紅外波長領域工作，所開發的光纖稱為紅外光纖。

四 復臺光纖

復合光纖（Compound Fiber）在SiO2原料中，再適當混合諸如氧化鈉（Na2O）、氧化硼（B2O2）、氧化鉀（K2O2）等氧化物的多成分玻璃做成的光纖，特點是多成分玻璃比石英的軟化點低且纖芯與包層的折射率差很大。主要用在醫療業務的光纖內窺鏡。

五 氟化物光纖

氯化物光纖（Fluoride Fiber）是由氟化物玻璃做成的光纖。這種光纖原料又簡稱 ZBLAN（即將氟化鋁（ZrF4）、氰化鋇（BaF2）、氟化鑭（LaF3）、氟化鋁（A1F2）、氰化鈉（NaF）等氯化物玻璃原料簡化成的縮語。主要工作在2～ 10pm波長的光傳輸業務。

六 塑包光纖

塑包光纖（Plastic Clad Fiber）是將高純度的石英玻璃做成纖芯，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，具有纖芯組、數值孔徑（NA）高的特點。

七 塑料光纖

這是將纖芯和包層都用塑料（聚合物）做成的光纖。早期產品主要用于裝飾和導光照明及近距離光鍵路的光通信中。

八 單模光纖

這是指在工作波長中，只能傳輸一個傳播模式的光纖，通常簡稱為單模光纖（SMF：Single ）。目前，在有線電視和光通信中，是應用最廣泛的光纖。

九 多模光纖

將光纖按工作波長以其傳播可能的模式為多個模式的光纖稱作多模光纖（MMF：MUlti ）。纖芯直徑為50pm，由于傳輸模式可達幾百個，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電視和通信系統的短距離傳輸。

十 色散使移光纖

單模光纖的工作波長在1.3Pm時，模場直徑約9Pm，其傳輸損耗約0.3dB／km。此時，零色散波長恰好在1.3pm處。

十一 色散平坦光纖

色散移位光纖（DSF）是將單模光纖設計零色散位于1.55pm波段的光纖。而色散平坦光纖（DFF： Fiber）卻是將從1.3Pm到1.55pm的較寬波段的色散，都能做到很低，幾乎達到零色散的光纖稱作DFF。

十二 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固有偏振模式的光纖而言。因為，折射率隨偏報方向變異的現象稱為雙折射。

十三 抗惡環境光纖

通信用光纖通常的工作環境溫度可在-40～＋60℃之間，設計時也是以不受大量輻射線照射為前提的。相比之下，對于更低溫或更高溫以及能遭受高壓或外力影響、曝曬輻射線的惡劣環境下，也能工作的光纖則稱作抗惡環境光纖（Hard Fiber）。

十四 密封涂層光纖

為了保持光纖的機械強度和損耗的長時間穩定，而在玻璃表面涂裝碳化硅（SiC）、碳化鈦（TiC）、碳（C）等無機材料，用來防止從外部來的水和氫的擴散所制造的光纖（HCF：Fiber）。

十五 碳涂層光纖

在石英光纖的表面涂敷碳膜的光纖，稱之碳涂層光纖（CCF：Carbon Coated Fiber）。其機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。

十六 偏心光纖

標準光纖的纖芯是設置在包層中心的，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，做成不同狀態或將包層穿孔形成異型結構的。相對于標準光纖，稱這些光纖叫異型光纖。

十七 發光光纖

采用含有熒光物質制造的光纖。它是在受到輻射線、紫外線等光波照射時，產生的熒光一部分，可經光纖閉合進行傳輸的光纖。

十八 多芯光纖

通常的光纖是由一個纖芯區和圍繞它的包層區構成的。但多芯光纖（Multi Core Fiber）卻是一個共同的包層區中存在多個纖芯的。由于纖芯的相互接近程度，可有兩種功能。

十九 空心光纖

將光纖做成空心，形成圓筒狀空間，用于光傳輸的光纖，稱作空心光纖（Hollow Fiber）。
責編AJX