Оптическое волокно

Оптическое волокно - основной элемент, выполненный в виде тонкого стеклянного волокна цилиндрической формы, по которому осуществляется передача волн длиной несколько микрон, что соответствует диапазону частот Гц. Волокно, как правило, имеет двухслойную конструкцию и состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления и . Стеклянные волокна имеют как стеклянное ядро, так и стеклянную оптическую оболочку. Стекло, используемое в данном типе волокон, состоит из сверхчистого сверх прозрачного диоксида кремния или плавленого кварца. В стекло добавляют примеси, чтобы получить требуемый показатель преломления. Германий и фосфор, например, увеличивают показатель преломления, а бор и фтор, напротив, уменьшают его. Стеклянные волокна с пластиковой оптической оболочкой имеют стеклянное ядро и пластиковую оптическую оболочку. Пластические волокна имеют пластиковое ядро и пластиковую оптическую оболочку. По сравнению с другими видами волокон пластиковые имеют ограниченные возможности с точки зрения затухания и полосы пропускания. Пластиковые и PCS волокна не имеют защитных оболочек вокруг оптической оболочки.

Как упоминалось раньше, оптическое волокно должно изготовляться, по крайней мере, из двух материалов, различающихся показателем преломления. В мировой практике нашли применение следующие виды ОВ, отличающиеся материалами, из которых они сделаны.

Полимерные оптические волокна (ПОВ)

Изготавливаются на основе целого ряда полимерных материалов, из которых наиболее распространены полиметилметакрилат (сердцевина) и фторполимеры (оболочка). Лидером в исследовании ПОВ является Япония, откуда появились сообщения о получении образцов длиной 50…100 м с затуханием менее 50 дБ/км в области длин волн 850…1300 нм. В 2001 году было достигнуто затухание ~15 дБ/км с использованием нового химического процесса.

Перспективная область применения ПОВ - линии длиной 10…100 м с большим количеством подключений при отсутствии высоких требований к надежности и емкости сетей, в том числе локальные сети, сети доступа, датчики в автомобилях и военная техника (бортовые линии связи).

Кварц-полимерные оптические волокна

Имеют сердцевину из кварцевого стекла и оболочку из полимерных материалов (кремнеорганичесие компаунды, телефоны). Коэффициент затухания равен 5…8 дБ/км на длине волны 850 нм. Преимуществом этих ОВ является сердцевина большого диаметра (200…1000 мкм), высокая механическая прочность, малая чувствительность к изгибам и повышенная стойкость к ионизирующим излучениям. Область применения - линии длиной несколько сотен метров.

Волокна из многокомпонентных силикатных стекол

Разрабатывались для первых поколений линий связи, и их достоинством являлась возможность получения высокой числовой апертуры (до 0,6). Однако эти волокна не нашли применение в технике связи из-за невозможности получения высокого уровня параметров, в том числе коэффициента затухания, при промышленном производстве.

Волокна, прозрачные в среднем инфракрасном диапазоне

Теоретические оценки показали, что существуют стеклообразные и кристаллические материалы, позволяющие создавать оптические волокна в среднем инфракрасном (ИК) диапазоне (2…11 мкм) с ультранизкими потерями дБ/км.

Материалы для оптического волокна среднего ИК-диапазона можно разделить на три группы:

галогениды (стеклообразные и кристаллические);

халькогениды;

оксиды тяжелых металлов.

Несмотря на очень интенсивные исследования в этом направлении, практически значимых результатов в разработке оптических волокон, прозрачных в среднем ИК-диапазоне не достигнуто. Это связано с крайне сложными проблемами создания технологии получения таких волокон.

Кварцевые оптические волокна.

Имеют сердцевину из кварцевого стекла, легированного малыми добавками стеклообразующих компонентов (оксидов германия и фосфора, фтора) для изменения показателя преломления, и оболочку из кварцевого стекла.

Благодаря уникальному комплексу свойств, таких как прозрачность и ближней ИК-области спектра, высокая механическая прочность, вязкостные характеристики, обеспечивающие хорошую формуемость стекла, высокая химическая стойкость и стабильность характеристик, кварцевое стекло остается единственной средой передачи современных сетей связи.

Оценка предельно достижимой скорости передачи по кварцевому оптическому волокну (10…30 Тбит/с).

Защитные полимерные покрытия кварцевых волокон оптического волокна

Перейти на страницу: 1 2

Прочтите также:

Цифровой дозиметр
Радиоактивность - это способность некоторых природных элементов (радия, урана, тория и др.), а также искусственных радиоактивных изотопов самопроизвольно распадаться, испуская при этом ...

Устройство сбора информации
Ушедший век, а с ним и тысячелетие, ознаменован величайшими достижениями человечества в области совершенствования орудий труда. Небезуспешным творением человека стало изобретение компью ...

Электронные генераторы мультивибратор. Назначение, принцип действия, применение
Мультивибратор представляет собой релаксационный генератор колебаний почти прямоугольной формы. Он является двухкаскадным усилителем на резисторах с положительной обратной ...

Основные разделы

Copyright © 2008 - 2019 www.techmatch.ru