通過光纖截面的折射率分布和傳輸模式進行光纖分類
2021-02-27 18:03:11
光纖的分類方法很多,可以分為應時(二氧化硅)光纖、多組分玻璃光纖、氟化物光纖、塑料光纖、液芯光纖、晶體光纖等。根據纖芯的折射率分布,可分為階躍折射率光纖(SIF)和漸變折射率光纖(GIF)。根據光纖的工作波長,可分為短波長(0.8~0.9m)光纖、長波長(1.0~1.7m)光纖和超長波長(2m)光纖。根據光纖中傳導模式的數量,可分為多模光纖(MMF)和單模光纖(SMF)。如果按照光纖的塑性結構分類,可以分為緊套光纖和松套光纖。在下文中,我們將只討論根據光纖截面的折射率分布和傳輸模式進行的分類。
1.按折射率分類
根據光纖截面的折射率分布,可以將光纖分為階梯型光纖和梯度型光纖。
階躍型光纖:沿半徑方向纖芯折射率n1不變,包層折射率2不變,纖芯和包層折射率在邊界發生階躍型變化的光纖稱為階躍型光纖,也稱為均勻光纖。
漸變光纖:如果纖芯的折射率1隨著半徑的增大而逐漸減小,包層中的折射率n2是均勻的,這種光纖稱為漸變光纖,也稱為非均勻光纖。
2.按傳輸模式分類
根據光纖內部傳輸模式的數量,我們可以將光纖分為多模光纖和單模光纖。
傳輸模式的概念:當光在光纖中傳播時,如果光纖芯的幾何尺寸遠大于光波的波長,光在光纖中將會以幾十種甚至幾百種傳播模式傳播,如圖如圖1.1所示。這些不同的光束被稱為模式
(1)多模光纖
當光纖的幾何尺寸(主要是芯徑d1)遠大于光波的波長(約1m)時,光纖傳輸過程中會出現幾十種甚至上百種傳輸模式,稱為多模光纖,如圖如圖1.1所示。
(2)單模光纖
當光纖的幾何尺寸(主要是纖芯直徑d1)較小時,與光波長在同一數量級,例如纖芯直徑d1在4~10m范圍內,此時只允許一種模式(基模)在光纖中傳播,其他所有高階模式都被截止。這種光纖被稱為單模光纖,由于其大容量和長距離傳輸的特點,在光纖通信系統中得到廣泛應用。對于單模光纖,ITU-T建議標準化G.652、G.653、G.654、G.655和G.657單模光纖標準