1. Cấu trúc của sợi quang
MỘTsợi quang(OF) là một loại sợi điện môi trong suốt dùng để dẫn ánh sáng. Một sợi quang thực tế bao gồm nhiều lớp môi trường trong suốt, thường được chia thành ba lớp:
Cốt lõi: Nằm ở trung tâm của sợi (đường kính 5~80μm), bao gồm silic-có độ tinh khiết cao, được pha tạp một lượng nhỏ chất pha tạp (ví dụ: germani dioxide, photpho pentoxit) để tăng chỉ số khúc xạ (n1). Đối với sợi truyền thông, đường kính lõi là 5~10μm (sợi đơn chế độ) hoặc 50~80μm (sợi đa chế độ).
Tấm ốp: Bao quanh lõi (đường kính ~125μm), bao gồm silica-có độ tinh khiết cao với một lượng nhỏ chất pha tạp (ví dụ: boron trioxide), nhằm mục đích làm giảm chiết suất của nó (n2), thấp hơn một chút so với lõi). Lớp ốp có thể là một lớp hoặc nhiều lớp.
Lớp phủ: Lớp ngoài cùng (làm bằng acrylate, cao su silicon hoặc nylon), có chức năng bảo vệ. Nó bao gồm lớp phủ chính và lớp phủ thứ cấp (áo khoác). Sau khi phủ, đường kính ngoài của sợi khoảng 1,5cm.
2. Phân loại sợi quang
Có 4 phương pháp phân loại chính cho sợi quang; chúng cũng có thể được phân loại theo thành phần (ví dụ: sợi silica, sợi chứa florua-, sợi nhựa, v.v.).
(1) Phân loại theo đặc tính chiết suất của mặt cắt sợi-
Chia thànhSợi chỉ số bước (SIF)VàSợi chỉ số được phân loại (GIF).
Sợi chỉ số bước: Chỉ số khúc xạ của lõi và lớp bọc là đồng nhất (ký hiệu lần lượt là \\(n_1\\) và \\(n_2\\)), với sự thay đổi từng bước tại bề mặt tiếp xúc giữa lõi và lớp bọc. Cấu hình chỉ số khúc xạ được biểu thị như sau:
Đây là cấu trúc sợi ban đầu, dần dần được thay thế bằng sợi chỉ số được phân loại trong sợi đa chế độ, nhưng đã lấy lại được sự chú ý như một cấu trúc chủ đạo trong sợi đơn chế độ.
Sợi chỉ số được phân loại: Chiết suất tại trục lõi (n1) lớn nhất, giảm dần theo hướng xuyên tâm (theo định luật parabol) và giảm xuống chiết suất lớp bọc (n2) tại bề mặt lớp bọc-lõi; chiết suất của lớp bọc là đồng đều (n2)
Cấu hình chỉ số khúc xạ được biểu thị như sau:
Trong đó: g là số mũ của chỉ số khúc xạ; (a1) là bán kính lõi; (Delta) là chênh lệch chiết suất tương đối
Tính năng: Giảm sự phân tán phương thức trong sợi quang nhiều{0}}chế độ và tăng khả năng truyền dẫn.
(2) Phân loại theo số lượng phương thức lan truyền
Chia thànhSợi quang đa chế độ (MMF)VàSợi đơn chế độ (SMF).
Sợi quang đa chế độ: Đối với một bước sóng hoạt động nhất định, tồn tại nhiều chế độ truyền trong sợi quang. Cấu hình chiết suất của mặt cắt-có thể đồng nhất (chế độ bước-chỉ mục đa-) hoặc không-đồng nhất (chế độ-chỉ mục đa-được phân loại). Đặc điểm: Đặc tính truyền kém, băng thông hẹp, dung lượng truyền nhỏ.
Sợi đơn chế độ: Đối với một bước sóng hoạt động nhất định, chỉ tồn tại một chế độ truyền (chế độ cơ bản) trong sợi quang, không có chênh lệch độ trễ giữa các chế độ. Đặc điểm: Băng thông lớn hơn nhiều so với băng thông của sợi nhiều{1}}chế độ, phù hợp với truyền dẫn tốc độ-cao.
(3) Phân loại theo bước sóng hoạt động
Chia thànhSợi có bước sóng ngắn-VàSợi có bước sóng dài-.
Sợi có bước sóng ngắn-: Bước sóng 0,6~0,9μm (giá trị điển hình 0,85μm), một sản phẩm đời đầu, hiện nay hiếm khi được sử dụng.
Sợi có bước sóng dài-: Bước sóng 1,0~2,0μm (giá trị điển hình 1,31μm, 1,55μm). Trong dải tần này, sợi silica có độ suy giảm thấp và độ phân tán vật liệu nhỏ. Đặc điểm: Độ suy giảm thấp, băng thông rộng, thích hợp cho việc liên lạc ở khoảng cách xa,-công suất lớn.
(4) Phân loại theo loại vỏ bọc
Chia thànhSợi đệm chặt-VàSợi ống-lỏng lẻo.
Sợi đệm chặt-: Lớp phủ thứ cấp và lớp phủ thứ ba được liên kết chặt chẽ với lớp phủ chính, lõi và lớp bọc. Nhược điểm: Đặc tính nhiệt độ suy giảm sau khi bọc ngoài (vật liệu bọc có hệ số giãn nở cao; độ co-ở nhiệt độ thấp gây ra hiện tượng uốn vi mô của sợi, làm tăng độ suy giảm).
Sợi ống-lỏng lẻo: Sợi-được phủ trước được đặt lỏng lẻo trong một ống nhựa, không có lớp phủ thứ cấp hoặc thứ ba. Ưu điểm: Quy trình sản xuất đơn giản; đặc tính suy giảm-nhiệt độ và tính chất cơ học tốt hơn so với sợi đệm-bít chặt, ngày càng được sử dụng rộng rãi.
