光纖實(shí)驗(yàn)技術(shù)
光纖,關(guān)于一位從事光學(xué)研究的人并不陌生,如果能夠掌握一些光纖試驗(yàn)技術(shù),對完成自己的試驗(yàn)是有很幫助的!今天,咱們總結(jié)了一些常用的光纖知識,以及常用的光纖試驗(yàn)組件,這些知識也是在筆者自己做試驗(yàn)中摸索總結(jié)學(xué)習(xí)得到的,希望對大家的試驗(yàn)有所幫助。
光纖的結(jié)構(gòu)
光纖的典型結(jié)構(gòu)是多層同軸圓柱體,由內(nèi)而外依次為:纖芯,包層和涂敷層的三層結(jié)構(gòu),纖芯用于傳達(dá)光,包層反射光,涂敷層起保護(hù)作用,如下圖顯現(xiàn):
光之所以只能夠在光纖的纖芯內(nèi)傳達(dá),是因?yàn)槿瓷?,纖芯的折射率要比包層的折射率大。而且,纖芯的巨細(xì)通常從幾個um~100um左右,單模光纖的纖芯不到10um,可想而知,每次調(diào)理光纖耦合是有多困難了。
光纖的分類
光纖的主要成分是高純度的二氧化硅,如果在石英中摻入折射率高于石英的摻雜劑,就可以制作光纖的纖芯。同樣,如果在石英中摻入折射率低于石英的摻雜劑,就可以作為包層材料。
按照折射率分布,可以分為3類:突變型多模光纖,漸變型多模光纖和單模光纖。
突變型多模光纖
纖芯折射率為 n1保持不變,到包層俄然變?yōu)閚2。這種光纖通常纖芯直徑2a=50~80μm,光線以折線形狀沿纖芯基地軸線方向傳達(dá),特點(diǎn)是信號畸變大。
漸變型多模光纖
在纖芯基地折射率最大為n1,沿徑向r向外圍逐漸變小,直到包層變?yōu)閚2。這種光纖通常纖芯直徑2a為50μm,光線以正弦形狀沿纖芯基地軸線方向傳達(dá),特點(diǎn)是信號畸變小。
突變型單模光纖
折射率分布和突變型光纖相似,纖芯直徑只有8~10μm,光線以直線形狀沿纖芯基地軸線方向傳達(dá)。因?yàn)檫@種光纖只能傳輸一個模式(只傳輸主模),所以稱為單模光纖,其信號畸變很小。
大家可能覺得很奇怪,為什么單模光是沿著直線形狀傳達(dá)? 因?yàn)閱文9獾陌l(fā)散角很小,而多模光的發(fā)散角比較大,所以單模光是近似沿著直線形狀傳達(dá)。
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