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光纖通常具有某種纖芯。纖芯周圍的區(qū)域被稱為光纖包層。
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|Y>Jf~SN 圖1:光可以被發(fā)射到光纖的纖芯中,纖芯被包層包圍。
o/w3b8 對(duì)于不是簡(jiǎn)單的階躍
折射率光纖,但具有更復(fù)雜的折射率分布的光纖,人們通常認(rèn)為包層僅僅是折射率開(kāi)始保持不變的區(qū)域-直到外包層半徑,例如,在那里可以有空氣或一些聚合物涂層。
T&lgWOls 對(duì)于單模光纖,包層通常比纖芯覆蓋的面積大得多,但對(duì)于一些多模光纖來(lái)說(shuō),情況可能正好相反。
5p (zhfuG 通常情況下,包層是由光纖預(yù)制棒拉制而成,與纖芯一起制作。
2)n`Bd 包層直徑
QWk3y"5n< 光纖包層的直徑通常選擇為125微米,這是一個(gè)
標(biāo)準(zhǔn)值,因?yàn)樗却蟮阶阋允构饫w足夠穩(wěn)定,又小到足以允許大幅彎曲。雖然它通常與導(dǎo)向特性無(wú)關(guān),但它仍然具有重要的實(shí)際意義:
LH5Z@*0# 當(dāng)纖維變得更粗時(shí),當(dāng)人們?cè)噲D彎曲它們時(shí),它們更容易斷裂。然而,增加包層直徑有時(shí)是必要的,例如對(duì)于高功率
器件或具有更多纖芯數(shù)的多芯光纖。
hm,{C 許多光纖工具,如光纖剝離器和熔接機(jī),都是針對(duì)125 μ m的標(biāo)準(zhǔn)包層直徑進(jìn)行
優(yōu)化的,因此可能不能很好地適用于非標(biāo)準(zhǔn)光纖直徑。
:~otzI4%! 當(dāng)兩根光纖包層直徑不同時(shí),熔接和機(jī)械熔接通常比較困難。然而,對(duì)于此類案件有特殊的解決方法。
E`.xu>Yyj 在從預(yù)制棒中拉出光纖的過(guò)程中,包層直徑通過(guò)反饋
系統(tǒng)保持恒定,該反饋系統(tǒng)連續(xù)測(cè)量拉出的光纖的直徑并適當(dāng)?shù)卣{(diào)整拉伸速度。
D5,]E`jwu 包層的數(shù)值孔徑
{Rkd;`Q`! 光纖的數(shù)值孔徑通常被認(rèn)為是一個(gè)施加在纖芯/包層界面上的值。然而,可以指定包層的數(shù)值孔徑,例如考慮包層與包層外涂層之間的界面。
z:>cQUYl 石英光纖
VHxBs 在石英光纖的情況下,包層通常由純二氧化硅組成,而纖芯則摻雜了鍺酸鹽,以實(shí)現(xiàn)一定程度的折射率增加。在其他情況下,例如通常在大芯徑多模光纖中,可以有一個(gè)未摻雜的纖芯和一個(gè)指數(shù)衰減的包層,其中折射率有所降低,例如氟或硼摻雜。
,AP0*Ln 雙包層光纖
~w?02FU 所謂的雙包層光纖,除了外包層外,還具有泵浦包層(或內(nèi)包層),可以向其中注入泵浦光,例如用于光纖放大器。
=6u@JpOl 光子晶體光纖的空氣包層
oX|T&"& 一些光子晶體光纖具有空氣包層。這是一種被主要由空氣組成的障礙物包圍的光纖包層。
G:<f(Gy 纖芯和包層中的光
<rBW6o7 光纖纖芯可以引導(dǎo)光,使得光主要在纖芯中傳播,但是一些更小或更大部分的光功率可以在剛好圍繞纖芯的區(qū)域中傳播,即稍微延伸到包層中。通常,這一比例只有百分之幾,但在某些情況下——主要是在光纖接近模式截止的情況下,可能會(huì)大得多。
Y;/@[AwF 此外,還有一些包層模式可以覆蓋大部分包層區(qū)域。
fB8, )& 在許多情況下,人們?cè)噲D僅將光發(fā)射到光纖的導(dǎo)模中,而不是任何包層模中。然而,由于不完美的發(fā)射,或者后來(lái)由于光纖的過(guò)度彎曲(→彎曲損耗)或者由于纖芯的不均勻性(特別是對(duì)于低NA光纖),大量功率可能進(jìn)入包層模式。