基于超短脉冲边带（Kelly sidebands)结构测量光纤色散的方法改进(2)
时间:2019-07-21 10:51 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
全反射原理图 图 2 光纤裸纤结构图很多时候，大家会把光缆误认为就是光纤。绝大多数情况下，光纤在使用之前，为了使其不易受到损坏，需要在其外部包覆多层的保护结构，这样子处理后的光纤才被称为光缆。光缆的结构分为：缆皮、芳纶丝、缓冲层和光纤。保护层和绝缘层位于光纤外层，可基本抵御周围环境如水、火、电击等对光纤造成的伤害。没有包覆层的光纤可以称为光纤裸纤， 示。一般情况下光纤裸纤可以分成三层：中心玻璃芯（一般玻璃芯直径大小为50 或 62.5 μm） ，中间是折射率较低的硅玻璃（外沿直径一般为125 μm） ，最外层是用来结构加强的树脂涂层。光线在中心玻璃芯中传送，当光线射到玻璃纤芯和硅玻璃包层界面的角度大于产生全反射的临界角时，光线就不能透过交界面，就会被全部反射到纤芯中，继续向前传输，而最外层的包层在光传输中主要起到对内层的保护作用[2]。 1.1.2 光纤的发展大事记光纤从被发明到现在， 已经有五十余年， 表 1 为光纤发展历程中的重要事件[2]：表 1光纤发展大事记时间/年 主要事件1960 光导纤文发明， 但光纤的传输损耗较大， 达到 1000 dB/km 以上。1966英籍华裔学者高锟博士在发表了有关光通信的论文《光频率的介质纤文表面波导》 ，指出用光纤作为信息传输媒介来实现光通信存在理论上的可能性，并对制造出通信用超低损耗光纤进行了预言。1970美国 Corning的科研人员用对化学相沉积法进行改进（MCVD法） ，成功地研制出来传输损耗低至20 dB/km 石英光纤。1972 传输损耗在科研人员的不断努力下降低至 4 dB/km。1973 武汉邮电科学研究院成为国内第一家研究光纤通信的单位。1974低损耗光纤制作法――CVD法（汽相沉积法）在美国Alcatel-Lucent Bell Labs 发明，光纤传输损耗进一步降低到1.1dB/km。1976 光纤传输损耗降低至 0.5 dB/km。1979“中国光纤之父”赵梓森经过长时间的研究试验，我国第一根自主研发实用光纤成功诞生。1979 光纤传输损耗进一步降低至 0.2 dB/km。1980多模光纤通信系统开始进入商用，并着手将单模光纤试用于通信系统的工作。1982 我国邮电部在武汉开始实施重点科研工程“八二工程” 。1990单模光纤开始大量应用于通信系统，零色散移位光纤和波分复用及相干通信也已经准备进行相关的现场试验，而且数字同步体系（SDH）的技术标准也在陆续制定中。1990光纤传输损耗再次降低，此时的损耗值已经十分接近理论预测的石英光纤 0.1 dB/km 的衰耗极限值，为 0.14 dB/km。1990区域网络及其他短距离传输中已经开始试用光纤作为传输介质。2005 FTTH(Fiber To The Home)光纤入户。 2012 中国光纤产业总产能已突破1 亿 2 千万芯公里。2013 至今 光纤产业在飞速的发展中。 1.1.3 光纤的种类光纤由于功能和性能的差异可以分成很多类型。我们从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料对光纤进行了大体归纳分类，表2 为具体分类[3]：表 2 光纤的分类1.1.4 传输的优点1960 年，光通讯的光源问题由于世界上第一台激光器的诞生而解决。不久之后，科学家们研制出来了低损耗光纤。从此现代光通讯迅速地发展起来了。用光纤进行信号传输有如下优点：(1)频带宽：频带的宽度决定了传输容量的大小，频带越说明传输的容量大。(2)损耗低：相同的条件下，光导纤文的损耗则要比同轴电缆的功率损耗小很多，因而使用光纤传输信号要比同轴电缆所到达的距离要远得多。(3)重量轻：光缆的直径很小，此外光纤又是玻璃纤文，比重小，这样子光缆就具有直径小、重量轻等特点，施工安装时也就非常方便。(4)抗干扰能力强：石英是光纤的主要基质，故光纤只传光，不导电，光信号在光纤中传输时也不受电磁场的影响，因而光纤具有较强的抗电磁干扰的能力。基于以上原因，信号在光纤中传输时，不会如同在电缆中传输时一样易被窃听，因而有利于保密。(5)工作性能可靠：一个系统的可靠性与其组成的部件数量成正比。光纤系统所需的设备数量较少，可靠性自然高，一般来说，光纤设备的寿命都很长。因此，一个设计没有缺陷并且经过正确的安装调试后投入使用的光纤系统，它的工作性能是相当可靠的。(6)成本低：制作光纤所用的原材料主要是石英，石英的储藏量非常可观，随着光纤制作技术的升级，光纤的成本会越来越低；而制作电缆主要使用铜，相比石英，铜储量就少很多，所以电缆的价格比光纤高许多。很明显，光纤作为传输信息的介质在成本上占有很大优势。 (责任编辑：qin) |