光及其特性：

  1.光是一種電磁波

  可見光部分波長(zhǎng)范圍是：390~760nm(納米)。大于760nm部分是紅外光，小于390nm部分是紫外光。光纖中應(yīng)用的是：850nm，1310nm，1550nm三種。

  2.光的折射，反射和全反射。

  因光在不同物質(zhì)中的傳播速度是不同的，所以光從一種物質(zhì)射向另一種物質(zhì)時(shí)，在兩種物質(zhì)的交界面處會(huì)產(chǎn)生折射和反射。而且，折射光的角度會(huì)隨入射光的角度變化而變化。當(dāng)入射光的角度達(dá)到或超過某一角度時(shí)，折射光會(huì)消失，入射光全部被反射回來，這就是光的全反射。不同的物質(zhì)對(duì)相同波長(zhǎng)光的折射角度是不同的(即不同的物質(zhì)有不同的光折射率)，相同的物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的折射角度也是不同。光纖通訊就是基于以上原理而形成的。

  1.光纖裸纖一般分為三層：中心高折射率玻璃芯(芯徑一般為50或62.5μm)，中間為低折射率硅玻璃包層(直徑一般為125μm)，外是加強(qiáng)用的樹脂涂層。光線在纖芯傳送，當(dāng)光纖射到纖芯和外層界面的角度大于產(chǎn)生全反射的臨界角時(shí)，光線透不過界面，會(huì)全部反射回來，繼續(xù)在纖芯內(nèi)向前傳送，而包層主要起到保護(hù)的作用。

  2.數(shù)值孔徑：

  入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸，只是在某個(gè)角度范圍內(nèi)的入射光才可以。這個(gè)角度就稱為光纖的數(shù)值孔徑。光纖的數(shù)值孔徑大些對(duì)于光纖的對(duì)接是有利的。不同廠家生產(chǎn)的光纖的數(shù)值孔徑不同(AT&T CORNING)。

  3.光纖的種類：

  光纖的種類很多，根據(jù)用途不同，所需要的功能和性能也有所差異。但對(duì)于有線電視和通信用的光纖，其設(shè)計(jì)和制造的原則基本相同，諸如：

  ①損耗小;

  ②有帶寬且色散小;

  ③接線容易;

  ④易于成統(tǒng);

  ⑤可靠性高;

  ⑥制造比較簡(jiǎn)單;

  ⑦價(jià)廉等。光纖的分類主要是從工作波長(zhǎng)、折射率分布、傳輸模式、原材料和制造方法上作一歸納的，茲將各種分類舉例如下。

  (1)工作波長(zhǎng)：紫外光纖、可觀光纖、近紅外光纖、紅外光纖(0.85μm、1.3μm、1.55μm)。

  (2)折射率分布：階躍(SI)型光纖、近階躍型光纖、漸變(GI)型光纖、其它(如三角型、W型、凹陷型等)。

  (3)傳輸模式：?jiǎn)文９饫w(含偏振保持光纖、非偏振保持光纖)、多模光纖。

  (4)原材料：石英光纖、多成分玻璃光纖、塑料光纖、復(fù)合材料光纖(如塑料包層、液體纖芯等)、紅外材料等。按被覆材料還可分為無機(jī)材料(碳等)、金屬材料(銅、鎳等)和塑料等。

  (5)制造方法：預(yù)塑有汽相軸向沉積(VAD)、化學(xué)汽相沉積(CVD)等，拉絲法有管律法(Rod intube)和雙坩鍋法等。

  石英光纖

  石英光纖(Silica Fiber)是以二氧化硅(SiO2)為主要原料，并按不同的摻雜量，來把控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(diǎn)，已廣應(yīng)用于有線電視和通信系統(tǒng)。

  石英玻璃光導(dǎo)纖維的優(yōu)點(diǎn)是損耗低,當(dāng)光波長(zhǎng)為1.0～1.7μm(約1.4μm附近)，損耗只有1dB/km，在1.55μm處低，只有0.2dB/km。

  摻氟光纖

  摻氟光纖(Fluorine Doped Fiber)為石英光纖的典型產(chǎn)品之一。通常，作為1.3μm波域的通信用光纖中，把控纖芯的摻雜物為二氧化鍺(GeO2)，包層是用SiO2作成的。但接氟光纖的纖芯，大多使用SiO2，而在包層中卻是摻入氟素的。由于，瑞利散射損耗是因折射率的變動(dòng)而引起的光散射現(xiàn)象。所以，希望形成折射率變動(dòng)因素的摻雜物，以少為佳。氟素的作用主要是可以降低SIO2的折射率。因而，常用于包層的摻雜。

  石英光纖與其它原料的光纖相比，還具有從紫外線光到近紅外線光的透光廣譜，除通信用途之外，還可用于導(dǎo)光和圖像傳導(dǎo)等領(lǐng)域。

  紅外光纖

  作為光通信領(lǐng)域所開發(fā)的石英系列光纖的工作波長(zhǎng)，盡管用在較短的傳輸距離，也只能用于2μm。為此，能在更長(zhǎng)的紅外波長(zhǎng)領(lǐng)域工作，所開發(fā)的光纖稱為紅外光纖。紅外光纖(Infrared Optical Fiber)主要用于光能傳送。例如有：溫度計(jì)量、熱圖像傳輸、激光手術(shù)刀、熱能加工等等，普及率尚低。

  復(fù)合光纖

  復(fù)合光纖(Compound Fiber)是在SiO2原料中，再適當(dāng)混合諸如氧化鈉(Na2O)、氧化硼(B2O3)、氧化鉀(K2O)等氧化物制作成多組分玻璃光纖，特點(diǎn)是多組分玻璃比石英玻璃的軟化點(diǎn)低且纖芯與包層的折射率差很大。主要用在業(yè)務(wù)的光纖內(nèi)窺鏡。

  氟化物光纖

  氟化物光纖(Fluoride Fiber)是由氟化物玻璃作成的光纖。氟化物光纖的是ZBLAN光纖，其原料是將氟化鋯(ZrF2)、氟化鋇(BaF2)、氟化鑭(LaF3)、氟化鋁(AlF3)、氟化鈉(NaF)等氟化物按照比例進(jìn)行組合的。主要在2～10μm波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)光傳輸。由于ZBLAN光纖具有低損耗光纖的可能性，正在進(jìn)行著用于長(zhǎng)距離通信光纖的可行性開發(fā)，例如：其理論上的低損耗，在3μm波長(zhǎng)時(shí)可達(dá)10^-2～10^-3 dB/km，而石英光纖在1.55μm時(shí)卻在0.15~0.16dB/Km之間。ZBLAN光纖由于難于降低散射損耗，只能用在2.4～2.7μm的溫敏器和熱圖像傳輸，尚未實(shí)用。為了利用ZBLAN進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸，正在研制1.3μm的摻鐠光纖放大器(PDFA)。

  塑包光纖

  塑包光纖(Plastic Clad Fiber)是將高純度的石英玻璃作成纖芯，而將折射率比石英稍低的如等塑料作為包層的階躍型光纖。它與石英光纖相比較，具有纖芯粗、數(shù)值孔徑(NA)高的特點(diǎn)。因此，易與發(fā)光二極管LED光源結(jié)合，損耗也較小。所以，非常適用于局域網(wǎng)(LAN)和近距離通信。