光纤的种类和作用？
首先说一下.用于通讯的光纤也有两大类.
普通光纤与特种光纤(特种光纤应用不同,分类不同,种类繁多,功能各异,在此不细说,如果想知道哪种你可以再问.)
光纤的种类和制造工艺
光纤分为多模光纤和单模光纤。多模光纤分为阶跃型多模光纤和梯度型多模光纤。阶跃型多模光纤---芯玻璃的折射率n1必须大于包层玻璃折射率n2，在玻璃与包层玻璃的界面上折射率呈阶跃增大，且各自恒定不变，这光纤结构最单，制作最容易，但模色散大，带宽窄，已经很少使用。梯度型多模光纤---采用芯玻璃折射率自光纤芯轴最大n1处逐渐减小至包层玻璃界面处n2的折射率分布做成精确的抛物线状（g=2）时，这种光纤减小了模色散，提高了带宽。单模光纤有G652、G653、G654、G655、G656等类型。单模光纤的纤芯直径8-9um,外径125um。G652光纤---最长用的是简单阶跃匹配包层型和简单阶跃下凹内包层型。简单匹配包层型光纤性能稍差，一般采用参杂Ge来提高纤芯折射率，参杂过多会因材料色散损耗增加光纤的衰减，因此相对折射率差△偏低（约为0.3%），光纤抗弯特性稍差。下凹内包层型光纤性能比较好，一般它的内包层采用F产生下凹折射率△-，这样只要在纤芯中掺杂少量的Ge就能获得较大的总相对折射率，△=△++△-。高的△就能大大改善光纤的抗弯性、损耗。同时这种结构有四个设计自由度。可以通过适当选择△+、△-、和、2b，使截止波长、零色散波长、模场直径等最佳化。G653光纤---采用分段芯和双台阶芯型。这个光纤成功的实现了1550nm波长低衰减和零色散，而且具有抗弯性能好、连接损耗低的特点。。特别是多芯结构的设计自由度多，通过调整各部分的折射率差和几何尺寸，很容易控制波导色散，实现零色散波长的移动。但不适宜波分系统。G654光纤---这种光纤折射率剖面结构与标准单模光纤相同，仍是采用的简单阶跃匹配包层型和简单阶跃下凹内包层，所不同的是选用纯二氧化硅芯来降低光纤的衰减，靠包层参杂F使折射率下降而获得所要的折射率差。这种光纤的最大优点是，其在1550nm波长的最低衰减为0.15 dB/km。G655光纤---这中光纤的折射率剖面结构为三角芯和双环芯结构。这中光纤中的第一环具有可移动零色散波长的作用。这两种剖面结构的外环对实现大有效面积和微弯曲损耗都起着关键作用，其可将光从中心尖峰处吸引出来，以达到较大的场分布，以及在大半径处有力地引导方向。因此可通过降低尖峰来增加有效面积，并且通过防止光泄露到包层而改善微弯曲性能。两种结构的区别在于，三角芯具有略低的衰减，双环芯则具有稍大的有效面积。G.656光纤---是近几年新研制的用于DWDM和CWDM系统的更大带宽的非零色散位移单模光纤。与G.655光纤相比，具有更宽的工作波长(1460-1625nm)和更优化的色散值。光纤的制备方法光纤的制备分为气相沉淀和非气相沉淀两大类方法。气相沉淀技术包括：1.外部化学气象沉积法（OVD）,2.轴向化学气相沉积法(VAD)3.改进的化学气相沉积法(MCVD)4.等离子化学气相沉积法（PCVD）5.等离子改良的化学气相沉积法（PMCVD）6.轴向和横向等离子化学气相沉积法（ALPD）非气相沉淀技术包括：1.界面凝胶法（BSG） 2.熔融法（DM）3.玻璃分相法（PSG）4.熔胶-凝胶法（SOL-GEL）5.机械挤压成型法（MSP）气相技术工艺：1.原料制备与提纯 2.预制棒制作 3.气相沉积工艺1.原料制备预提纯，四氯化硅的制备可采用工业硅在高温下氯化制的粗SiCl4，其化学反应为：Si+2Cl2= SiCl4该反应为放热反应，炉内温度随着反应加剧而升高，所以要控制氯气流量，防止反应温度过高，从而生成Si2Cl6，Si3Cl8，反应生成的SiCl4蒸汽流入冷凝管，即可制的SiCl4液态原料。用于制备光纤原谅的纯度应达到99.9999%，即杂质含量小于10-6，一般卤化物材料都达不到如此高的纯度，故需进一步提纯。一般SiCl4含有四类杂质，金属氧化物、非金属氧化物、含氢化合物、络合物。其中金属氧化物和部分非金属氧化物的沸点和SiCl4的沸点（57.6度）差别很大，可采用精馏法除去即可利用原料与杂质沸点不同来除去杂质。其他对沸点与SiCl4相似的杂质，可采用适当的吸附剂从而达到提纯的目的。如SiCl4中的OH和其他氢化物，可利用被提纯物和杂质的化学键性质不同，选择适当的吸附剂达到提纯目的。利用精馏-吸附-精馏混合提纯法可使SiCl4纯度很高，金属杂质含量在5PPb左右，含氢化物SiHCl3的含量小于0.2ppm。2.预制棒制作，通过气相沉积法来制备具有高透明度和最佳光学性能的石英玻璃。预制棒的折射率是通过来自非石英玻璃的掺杂剂的形成而获得的。这些掺杂剂包括：GeO2、B203、P2O5、Ti2O2、Al2O3和F。沉积一般是一个基靶表面上或一根空心石英玻璃管内，沉积以一层一层堆积方式而叠高的。因此掺杂剂浓度可以逐渐地变化给出梯度折射分布率或维持不变给出一个一阶折射分布率。3.气相沉积工艺，有六种沉积方式。外气象沉积法VOD（outside vapour Deposition），1970年由美国康宁公司的Kapron等发明，其机理为火焰水解，即所需的玻璃组成是通过氢氧焰或甲烷焰水解卤化物气体产生“粉尘”逐渐的沉积而获得：SiCl4+2H20= SiO2+4HCl沉积工艺是先将一根靶棒沿其纵轴水平置于玻璃车床上旋转，用氢氧焰或甲烷焰喷灯局部加热靶棒外表面。再用高纯氧作为载体将形成的玻璃卤化物气体送进火焰喷灯灯嘴，在高温水解反应下生产玻璃氧化物粉末，沉积在水平旋转的靶棒的外表面上。靶棒沿纵向来回运动，一层一层地生成多孔玻璃。通过改变每层的掺杂种类和掺杂量可以制成不同折射率分布的光纤预制棒。烧结工艺将沉积工艺制得的具有一定强度和气孔的圆柱状多空预制棒送入一烧结炉内1400-1600度的高温下烧缩成透明的无气泡的固体玻璃预制棒。在烧结期间，要不断地用氯气作为干燥剂喷吹多孔预制棒，使其中全部水分除去，从而保证光纤的衰减小。单模光纤的分类、名称、IEC和ITU-T命名对应关系如下： 名称 ITU-T IEC 非色散位移单模光纤 G.652：A、B B1.1 低水峰光纤 G.652：C、D B1.3色散位移单模光纤 G.653 B2 截止波长位移单模光纤 G.654 B1.2 非零色散位移单模光纤 G.655：A、B B4
各种分类标准举例如下：
（1）按照工作波长：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤（0.85μm、1.3μm、1.55μm）。
（2）按照折射率分布：阶跃（SI）型光纤、近阶跃型光纤、渐变（GI）型光纤、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。
（3）按照传输模式：单模光纤（含偏振保持光纤、非偏振保持光纤）、多模光纤。
（4）按照原材料：石英光纤、多成分玻璃光纤、塑料光纤、复合材料光纤（如塑料包层、液体纤芯等）、红外材料等。按被覆材料还可分为无机材料（碳等）、金属材料（铜、镍等）和塑料等。
（5）按照制造方法：预塑有汽相轴向沉积（VAD）、化学汽相沉积（CVD）等，拉丝法有管律法（Rod intube）和双坩锅法等。
一、光纤简介
光纤，是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。光导纤维由前香港中文大学校长高锟发明。微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。通常，光纤的一端的发射装置使用发光二极管（light emitting diode，LED）或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。在日常生活中，由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤被用作长距离的信息传递。
二、光纤原理
因光在不同物质中的传播速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时，折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的，相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。
三、光纤结构
光纤裸纤一般分为三层：中心高折射率玻璃芯（芯径一般为50或62.5μm），中间为低折射率硅玻璃包层（直径一般为125μm），最外是加强用的树脂涂层。
一， 光纤的分类
光纤是光导纤维（OF：Optical Fiber）的简称。但光通信系统中常常将 Opti
cal Fibe（光纤）又简化为 Fiber，例如：光纤放大器（Fiber Amplifier）或光
纤干线（Fiber Backbone）等等。有人忽略了Fiber虽有纤维的含义，但在光系统
中却是指光纤而言的。因此，有些光产品的说明中，把fiber直译成“纤维”，显然
是不可取的。
光纤实际是指由透明材料作成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材
料作成的包层所被覆，并将射入纤芯的光信号，经包层界面反射，使光信号在纤芯
中传播前进的媒体。
光纤的种类很多，根据用途不同，所需要的功能和性能也有所差异。但对于有
线电视和通信用的光纤，其设计和制造的原则基本相同，诸如：①损耗小；②有一
定带宽且色散小；③接线容易；④易于成统；⑤可靠性高；⑥制造比较简单；⑦价
廉等。
光纤的分类主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法上
作一归纳的，兹将各种分类举例如下。
（1）工作波长：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤（0.85pm、1.3pm、
1.55pm）。
（2）折射率分布：阶跃（SI）型、近阶跃型、渐变（GI）型、其它（如三角型、W型、
凹陷型等）。
（3）传输模式：单模光纤（含偏振保持光纤、非偏振保持光纤）、多模光纤。
（4）原材料：石英玻璃、多成分玻璃、塑料、复合材料（如塑料包层、液体纤芯等）、
红外材料等。按被覆材料还可分为无机材料（碳等）、金属材料（铜、镍等）和塑料
等。
（5）制造方法：预塑有汽相轴向沉积（VAD）、化学汽相沉积（CVD）等，拉丝法有
管律法（Rod intube）和双坩锅法等。
二， 石英光纤
是以二氧化硅（SiO2）为主要原料，并按不同的掺杂量，来控制纤芯和包层的
折射率分布的光纤。石英（玻璃）系列光纤，具有低耗、宽带的特点，现在已广泛
应用于有线电视和通信系统。
掺氟光纤（Fluorine Doped Fiber）为石英光纤的典型产品之一。通常，作为
1.3Pm波域的通信用光纤中，控制纤芯的掺杂物为二氧化绪（GeO2），包层是用SiO
炸作成的。但接氟光纤的纤芯，大多使用SiO2，而在包层中却是掺入氟素的。由于，
瑞利散射损耗是因折射率的变动而引起的光散射现象。所以，希望形成折射率变动
因素的掺杂物，以少为佳。
氟素的作用主要是可以降低SIO2的折射率。因而，常用于包层的掺杂。由于掺
氟光纤中，纤芯并不含有影响折射率的氟素掺杂物。由于它的瑞利散射很小，而且
损耗也接近理论的最低值。所以多用于长距离的光信号传输。
石英光纤（Silica Fiber）与其它原料的光纤相比，还具有从紫外线光到近红
外线光的透光广谱，除通信用途之外，还可用于导光和传导图像等领域。
三， 红外光纤
作为光通信领域所开发的石英系列光纤的工作波长，尽管用在较短的传输距离，
也只能用于2pm。为此，能在更长的红外波长领域工作，所开发的光纤称为红外光纤。
红外光纤（Infrared Optical Fiber）主要用于光能传送。例如有：温度计量、
热图像传输、激光手术刀医疗、热能加工等等，普及率尚低。
四， 复台光纤
复合光纤（Compound Fiber）在SiO2原料中，再适当混合诸如氧化钠（Na2O）、
氧化硼（B2O2）、氧化钾（K2O2）等氧化物的多成分玻璃作成的光纤，特点是多成
分玻璃比石英的软化点低且纤芯与包层的折射率差很大。主要用在医疗业务的光纤
内窥镜。
五， 氟化物光纤
氯化物光纤（Fluoride Fiber）是由氟化物玻璃作成的光纤。这种光纤原料又
简称 ZBLAN（即将氟化铝（ZrF4）、氰化钡（BaF2）、氟化镧（LaF3）、氟化铝
（A1F2）、氰化钠（NaF）等氯化物玻璃原料简化成的缩语。主要工作在2～ 10pm
波长的光传输业务。
由于ZBLAN具有超低损耗光纤的可能性，正在进行着用于长距离通信光纤的可
行性开发，例如：其理论上的最低损耗，在3pm波长时可达10-2～10－3dB／km，而
石英光纤在1.55pm时却在0.15～0.16dB/Km之间。
目前，ZBLAN光纤由于难于降低散射损耗，只能用在2.4～2.7pm的温敏器和热
图像传输，尚未广泛实用。
最近，为了利用ZBLAN进行长距离传输，正在研制1.3pm的掺错光纤放大器（PD
FA）。
六， 塑包光纤
塑包光纤（Plastic Clad Fiber）是将高纯度的石英玻璃作成纤芯，而将折射
率比石英稍低的如硅胶等塑料作为包层的阶跃型光纤。它与石英光纤相比较，具有
纤芯租、数值孔径（NA）高的特点。因此，易与发光二极管LED光源结合，损耗也
较小。所以，非常适用于局域网（LAN）和近距离通信。
七， 塑料光纤
这是将纤芯和包层都用塑料（聚合物）作成的光纤。早期产品主要用于装饰和
导光照明及近距离光键路的光通信中。
原料主要是有机玻璃（PMMA）、聚苯乙稀（PS）和聚碳酸酯（PC）。损耗受到
塑料固有的C－H结合结构制约，一般每km可达几十dB。为了降低损耗正在开发应用
氟索系列塑料。由于塑料光纤（Plastic Optical fiber）的纤芯直径为1000pm，
比单模石英光纤大100倍，接续简单，而且易于弯曲施工容易。近年来，加上宽带化
的进度，作为渐变型（GI）折射率的多模塑料光纤的发展受到了社会的重视。最近，
在汽车内部LAN中应用较快，未来在家庭LAN中也可能得到应用。
八， 单模光纤
这是指在工作波长中，只能传输一个传播模式的光纤，通常简称为单模光纤
（SMF：Single ModeFiber）。目前，在有线电视和光通信中，是应用最广泛的光纤。
由于，光纤的纤芯很细（约10pm）而且折射率呈阶跃状分布，当归一化频率V参
数＜2.4时，理论上，只能形成单模传输。另外，SMF没有多模色散，不仅传输频带
较多模光纤更宽，再加上SMF的材料色散和结构色散的相加抵消，其合成特性恰好形
成零色散的特性，使传输频带更加拓宽。
SMF中，因掺杂物不同与制造方式的差别有许多类型。凹陷型包层光纤（DePr-
essed Clad Fiber），其包层形成两重结构，邻近纤芯的包层，较外倒包层的折射
率还低。另外，有匹配型包层光纤，其包层折射率呈均匀分布。
九， 多模光纤
将光纤按工作彼长以其传播可能的模式为多个模式的光纤称作多模光纤（MMF：
MUlti ModeFiber）。纤芯直径为50pm，由于传输模式可达几百个，与SMF相比传输
带宽主要受模式色散支配。在历史上曾用于有线电视和通信系统的短距离传输。自
从出现SMF光纤后，似乎形成历史产品。但实际上，由于MMF较SMF的芯径大且与LED
等光源结合容易，在众多LAN中更有优势。所以，在短距离通信领域中MMF仍在重新
受到重视。
MMF按折射率分布进行分类时，有：渐变（GI）型和阶跃（SI）型两种。GI型
的折射率以纤芯中心为最高，沿向包层徐徐降低。从几何光学角度来看，在纤芯中
前进的光束呈现以蛇行状传播。由于，光的各个路径所需时间大致相同。所以，传
输容量较SI型大。
SI型MMF光纤的折射率分布，纤芯折射率的分布是相同的，但与包层的界面呈
阶梯状。由于SI型光波在光纤中的反射前进过程中，产生各个光路径的时差，致使
射出光波失真，色激较大。其结果是传输带宽变窄，目前SI型MMF应用较少。
十， 色散使移光纤
单模光纤的工作波长在1.3Pm时，模场直径约9Pm，其传输损耗约0.3dB／km。
此时，零色散波长恰好在1.3pm处。
石英光纤中，从原材料上看1.55pm段的传输损耗最小（约0.2dB／km）。由于
现在已经实用的掺铒光纤放大器（EDFA）是工作在1.55pm波段的，如果在此波段也
能实现零色散，就更有利于应用1.55Pm波段的长距离传输。
于是，巧妙地利用光纤材料中的石英材料色散与纤芯结构色散的合成抵消特性，
就可使原在1.3Pm段的零色散，移位到1.55pm段也构成零色散。因此，被命名为色
散位移光纤（DSF：DispersionShifted Fiber）。
加大结构色散的方法，主要是在纤芯的折射率分布性能进行改善。
在光通信的长距离传输中，光纤色散为零是重要的，但不是唯一的。其它性能
还有损耗小、接续容易、成缆化或工作中的特性变化小（包括弯曲、拉伸和环境变
化影响）。DSF就是在设计中，综合考虑这些因素。
十一 色散平坦光纤
色散移位光纤（DSF）是将单模光纤设计零色散位于1.55pm波段的光纤。而色
散平坦光纤（DFF：Dispersion Flattened Fiber）却是将从1.3Pm到1.55pm的较
宽波段的色散，都能作到很低，几乎达到零色散的光纤称作DFF。由于DFF要作到
1.3pm～1.55pm范围的色散都减少。就需要对光纤的折射率分布进行复杂的设计。
不过这种光纤对于波分复用（WDM）的线路却是很适宜的。由于DFF光纤的工艺比较
复杂，费用较贵。今后随着产量的增加，价格也会降低。
十二 色散补偿光纤
对于采用单模光纤的干线系统，由于多数是利用1.3pm波段色散为零的光纤构
成的。可是，现在损耗最小的1.55pm，由于EDFA的实用化，如果能在1.3pm零色散
的光纤上也能令1.55pm波长工作，将是非常有益的。
因为，在1.3Pm零色散的光纤中，1.55Pm波段的色散约有16ps／km／nm之多。
如果在此光纤线路中，插入一段与此色散符号相反的光纤，就可使整个光线路的
色散为零。为此目的所用的是光纤则称作色散补偿光纤（DCF：DisPersion Compe-
nsation Fiber）。
DCF与标准的1.3pm零色散光纤相比，纤芯直径更细，而且折射率差也较大。
DCF也是WDM光线路的重要组成部分。
十三 偏派保持光纤
在光纤中传播的光波，因为具有电磁波的性质，所以，除了基本的光波单一
模式之外，实质上还存在着电磁场（TE、TM）分布的两个正交模式。通常，由于
光纤截面的结构是圆对称的，这两个偏振模式的传播常数相等，两束偏振光互不
干涉。但实际上，光纤不是完全地圆对称，例如有着弯曲部分，就会出现两个偏
振模式之间的结合因素，在光轴上呈不规则分布。偏振光的这种变化造成的色散，
称之偏振模式色散（PMD）。对于现在以分配图像为主的有线电视，影响尚不太大。
但对于一些未来超宽带有特殊要求的业务，如：①相干通信中采用外差检波，要
求光波偏振更稳定时；②光机器等对输入输出特性要求与偏振相关时；③在制作
偏振保持光耦合器和偏振器或去偏振器等时；④制作利用光干涉的光纤敏感器等，
凡要求偏振波保持恒定的情况下，对光纤经过改进使偏振状态不变的光纤称作偏
振保持光纤（PMF：Polarization Maintaining fiber），也有称此为固定偏振
光纤的。
十四 双折射光纤
双折射光纤是指在单模光纤中，可以传输相互正交的两个固有偏振模式的光
纤而言。因为，折射率随偏报方向变异的现象称为双折射。在造成双折射的方法
中。它又称作PANDA光纤，即偏振保持与吸收减少光纤（Polarization－maintai-
ning AND Absorption－ reducing fiber）。它是在纤芯的横向两则，设置热
膨胀系数大、截面是圆形的玻璃部分。在高温的光纤拉丝过程中，这些部分收缩，
其结果在纤芯y方向产生拉伸，同时又在x方向呈现压缩应力。致使纤材出现光弹
性效应，使折射率在X方向和y方向出现差异。依此原理达到偏振保持恒定。
十五 抗恶环境光纤
通信用光纤通常的工作环境温度可在-40～＋60℃之间，设计时也是以不受大
量辐射线照射为前提的。相比之下，对于更低温或更高温以及能遭受高压或外力
影响、曝晒辐射线的恶劣环境下，也能工作的光纤则称作抗恶环境光纤（Hard
Condition Resistant Fiber）。
一般为了对光纤表面进行机械保护，多涂覆一层塑料。可是随着温度升高，
塑料保护功能有所下降，致使使用温度也有所限制。如果改用抗热性塑料，如聚
四氟乙稀（Teflon）等树脂，即可工作在300℃环境。也有在石英玻璃表面涂覆
镍（Ni）和铝（A1）等金属的。这种光纤则称为耐热光纤（Heat Resistant Fib-
er）。
另外，当光纤受到辐射线的照射时，光损耗会增加。这是因为石英玻璃遇到
辐射线照射时，玻璃中会出现结构缺陷（也称作色心：Colour Center），尤在
0.4～0.7pm波长时损耗增大。防止办法是改用掺杂OH或F素的石英玻璃，就能抑
制因辐射线造成的损耗缺陷。这种光纤则称作抗辐射光纤（Radiation Resista-
nt Fiber），多用于核发电站的监测用光纤维镜等。
十六 密封涂层光纤
为了保持光纤的机械强度和损耗的长时间稳定，而在玻璃表面涂装碳化硅
（SiC）、碳化钛（TiC）、碳（C）等无机材料，用来防止从外部来的水和氢的
扩散所制造的光纤（HCF：HermeticallyCoated Fiber）。目前，通用的是在化
学气相沉积（CVD）法生产过程中，用碳层高速堆积来实现充分密封效应。这种
碳涂覆光纤（CCF）能有效地截断光纤与外界氢分子的侵入。据报道它在室温的
氢气环境中可维持20年不增加损耗。当然，它在防止水分侵入延缓机械强度的疲
劳进程，其疲劳系数（Fatigue Parameter）可达200以上。所以，HCF被应用于
严酷环境中要求可靠性高的系统，例如海底光缆就是一例。
十七 碳涂层光纤
在石英光纤的表面涂敷碳膜的光纤，称之碳涂层光纤（CCF：Carbon Coated
Fiber）。其机理是利用碳素的致密膜层，使光纤表面与外界隔离，以改善光纤
的机械疲劳损耗和氢分子的损耗增加。CCF是密封涂层光纤（HCF）的一种。
十八 金属涂层光纤
金属涂层光纤（Metal Coated Fiber）是在光纤的表面涂布Ni、Cu、A1等
金属层的光纤。也有再在金属层外被覆塑料的，目的在于提高抗热性和可供通
电及焊接。它是抗恶环境性光纤之一，也可作为电子电路的部件用。
早期产品是在拉丝过程中，涂布熔解的金属作成的。由于此法因被玻璃与
金属的膨胀系数差异太大，会增微小弯曲损耗，实用化率不高。近期，由于在
玻璃光纤的表面采用低损耗的非电解镀膜法的成功，使性能大有改善。
十九 掺稀土光纤
在光纤的纤芯中，掺杂如何（Er）、钦（Nd）、谱（Pr）等稀土族元素的
光纤。1985年英国的索斯安普顿（Sourthampton）大学的佩思（Payne）等首
先发现掺杂稀土元素的光纤（Rare Earth DoPed Fiber）有激光振荡和光放大
的现象。于是，从此揭开了惨饵等光放大的面纱，现在已经实用的1.55pmEDFA
就是利用掺饵的单模光纤，利用1.47pm的激光进行激励，得到1.55pm光信号放
大的。另外，掺错的氟化物光纤放大器（PDFA）正在开发中。
二十 喇曼光纤
喇曼效应是指往某物质中射人频率f的单色光时，在散射光中会出现频率f
之外的f±fR， f±2fR等频率的散射光，对此现象称喇曼效应。由于它是物质
的分子运动与格子运动之间的能量交换所产生的。当物质吸收能量时，光的振
动数变小，对此散射光称斯托克斯（stokes）线。反之，从物质得到能量，而
振动数变大的散射光，则称反斯托克斯线。于是振动数的偏差FR，反映了能级，
可显示物质中固有的数值。
利用这种非线性媒体做成的光纤，称作喇曼光纤（RF：Raman Fiber）。
为了将光封闭在细小的纤芯中，进行长距离传播，就会出现光与物质的相互作
用效应，能使信号波形不畸变，实现长距离传输。
当输入光增强时，就会获得相干的感应散射光。应用感应喇曼散射光的设
备有喇曼光纤激光器，可供作分光测量电源和光纤色散测试用电源。另外，感
应喇曼散射，在光纤的长距离通信中，正在研讨作为光放大器的应用。
二十一 偏心光纤
标准光纤的纤芯是设置在包层中心的，纤芯与包层的截面形状为同心圆型。
但因用途不同，也有将纤芯位置和纤芯形状、包层形状，作成不同状态或将包
层穿孔形成异型结构的。相对于标准光纤，称这些光纤叫异型光纤。
偏心光纤（Excentric Core Fiber），它是异型光纤的一种。其纤芯设置
在偏离中心且接近包层外线的偏心位置。由于纤芯靠近外表，部分光场会溢出
包层传播（称此为渐消彼，Evanescent Wave）。
因此，当光纤表面附着物质时，因物质的光学性质在光纤中传播的光波受
到影响。如果附着物质的折射率较光纤高时，光波则往光纤外辐射。若附着物
质的折射率低于光纤折射率时，光波不能往外辐射，却会受到物质吸收光波的
损耗。利用这一现象，就可检测有无附着物质以及折射率的变化。
偏心光纤（ECF）主要用作检测物质的光纤敏感器。与光时域反射计（OTDR）
的测试法组合一起，还可作分布敏感器用。
二十二 发光光纤
采用含有荧光物质制造的光纤。它是在受到辐射线、紫外线等光波照射时，
产生的荧光一部分，可经光纤闭合进行传输的光纤。
发光光纤（Luminescent Fiber）可以用于检测辐射线和紫外线，以及进
行波长变换，或用作温度敏感器、化学敏感器。在辐射线的检测中也称作闪光
光纤（Scintillation Fiber）。
发光光纤从荧光材料和掺杂的角度上，正在开发着塑料光纤。
二十三 多芯光纤
通常的光纤是由一个纤芯区和围绕它的包层区构成的。但多芯光纤（Multi
Core Fiber）却是一个共同的包层区中存在多个纤芯的。由于纤芯的相互接近
程度，可有两种功能。
其一是纤芯间隔大，即不产生光耦会的结构。这种光纤，由于能提高传输
线路的单位面积的集成密度。在光通信中，可以作成具有多个纤芯的带状光缆，
而在非通信领域，作为光纤传像束，有将纤芯作成成千上万个的。
其二是使纤芯之间的距离靠近，能产生光波耦合作用。利用此原理正在开
发双纤芯的敏感器或光回路器件。
二十四 空心光纤
将光纤作成空心，形成圆筒状空间，用于光传输的光纤，称作空心光纤
（Hollow Fiber）。
空心光纤主要用于能量传送，可供X射线、紫外线和远红外线光能传输。空
心光纤结构有两种：一是将玻璃作成圆筒状，其纤芯与包层原理与阶跃型相同。
利用光在空气与玻璃之间的全反射传播。由于，光的大部分可在无损耗的空气
中传播，具有一定距离的传播功能。二是使圆筒内面的反射率接近1，以减少反
射损耗。为了提高反射率，有在简内设置电介质，使工作波长段损耗减少的。
例如可以作到波长10.6pm损耗达几dB／m的。
参考资料：http://www.afzhan.cn/article/show/497.html
光纤主要分为室内光缆，室外光缆，分支光缆，配线光缆。光纤根据传输方式可分为单模和多模，监控一般使用单模光纤。
单模光纤：只传输一种模式光信号的光纤，常规有G.652、G.653、G.654、G.655等传输等级分类，单模光纤传输百兆信号距离可达几十公里。
多模光纤：能传输多种模式光信号的光纤， 为G.651等级，根据光模式分为OM1、OM2、OM3，多模光纤传输百兆信号最远传输距离2公里。
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光纤主要分为室内光缆，室外光缆，分支光缆，配线光缆。光纤根据传输方式可分为单模和多模，监控一般使用单模光纤。作用如下：
单模光纤：只传输一种模式光信号的光纤，常规有G.652,G.653,G.654,G.655等传输等级分类，单模光纤传输百兆信号距离可达几十公里。
多模光纤：能传输多种模式光信号的光纤， 为G.651等级，根据光模式分为OM1,OM2,OM3，多模光纤传输百兆信号最远传输距离2公里。
首先说一下.用于通讯的光纤也有两大类.
普通光纤与特种光纤(特种光纤应用不同,分类不同,种类繁多,功能各异,在此不细说,如果想知道哪种你可以再问.)
光纤的种类和制造工艺
光纤分为多模光纤和单模光纤。多模光纤分为阶跃型多模光纤和梯度型多模光纤。阶跃型多模光纤---芯玻璃的折射率n1必须大于包层玻璃折射率n2，在玻璃与包层玻璃的界面上折射率呈阶跃增大，且各自恒定不变，这光纤结构最单，制作最容易，但模色散大，带宽窄，已经很少使用。梯度型多模光纤---采用芯玻璃折射率自光纤芯轴最大n1处逐渐减小至包层玻璃界面处n2的折射率分布做成精确的抛物线状（g=2）时，这种光纤减小了模色散，提高了带宽。单模光纤有G652、G653、G654、G655、G656等类型。单模光纤的纤芯直径8-9um,外径125um。G652光纤---最长用的是简单阶跃匹配包层型和简单阶跃下凹内包层型。简单匹配包层型光纤性能稍差，一般采用参杂Ge来提高纤芯折射率，参杂过多会因材料色散损耗增加光纤的衰减，因此相对折射率差△偏低（约为0.3%），光纤抗弯特性稍差。下凹内包层型光纤性能比较好，一般它的内包层采用F产生下凹折射率△-，这样只要在纤芯中掺杂少量的Ge就能获得较大的总相对折射率，△=△++△-。高的△就能大大改善光纤的抗弯性、损耗。同时这种结构有四个设计自由度。可以通过适当选择△+、△-、和、2b，使截止波长、零色散波长、模场直径等最佳化。G653光纤---采用分段芯和双台阶芯型。这个光纤成功的实现了1550nm波长低衰减和零色散，而且具有抗弯性能好、连接损耗低的特点。。特别是多芯结构的设计自由度多，通过调整各部分的折射率差和几何尺寸，很容易控制波导色散，实现零色散波长的移动。但不适宜波分系统。G654光纤---这种光纤折射率剖面结构与标准单模光纤相同，仍是采用的简单阶跃匹配包层型和简单阶跃下凹内包层，所不同的是选用纯二氧化硅芯来降低光纤的衰减，靠包层参杂F使折射率下降而获得所要的折射率差。这种光纤的最大优点是，其在1550nm波长的最低衰减为0.15 dB/km。G655光纤---这中光纤的折射率剖面结构为三角芯和双环芯结构。这中光纤中的第一环具有可移动零色散波长的作用。这两种剖面结构的外环对实现大有效面积和微弯曲损耗都起着关键作用，其可将光从中心尖峰处吸引出来，以达到较大的场分布，以及在大半径处有力地引导方向。因此可通过降低尖峰来增加有效面积，并且通过防止光泄露到包层而改善微弯曲性能。两种结构的区别在于，三角芯具有略低的衰减，双环芯则具有稍大的有效面积。G.656光纤---是近几年新研制的用于DWDM和CWDM系统的更大带宽的非零色散位移单模光纤。与G.655光纤相比，具有更宽的工作波长(1460-1625nm)和更优化的色散值。光纤的制备方法光纤的制备分为气相沉淀和非气相沉淀两大类方法。气相沉淀技术包括：1.外部化学气象沉积法（OVD）,2.轴向化学气相沉积法(VAD)3.改进的化学气相沉积法(MCVD)4.等离子化学气相沉积法（PCVD）5.等离子改良的化学气相沉积法（PMCVD）6.轴向和横向等离子化学气相沉积法（ALPD）非气相沉淀技术包括：1.界面凝胶法（BSG） 2.熔融法（DM）3.玻璃分相法（PSG）4.熔胶-凝胶法（SOL-GEL）5.机械挤压成型法（MSP）气相技术工艺：1.原料制备与提纯 2.预制棒制作 3.气相沉积工艺1.原料制备预提纯，四氯化硅的制备可采用工业硅在高温下氯化制的粗SiCl4，其化学反应为：Si+2Cl2= SiCl4该反应为放热反应，炉内温度随着反应加剧而升高，所以要控制氯气流量，防止反应温度过高，从而生成Si2Cl6，Si3Cl8，反应生成的SiCl4蒸汽流入冷凝管，即可制的SiCl4液态原料。用于制备光纤原谅的纯度应达到99.9999%，即杂质含量小于10-6，一般卤化物材料都达不到如此高的纯度，故需进一步提纯。一般SiCl4含有四类杂质，金属氧化物、非金属氧化物、含氢化合物、络合物。其中金属氧化物和部分非金属氧化物的沸点和SiCl4的沸点（57.6度）差别很大，可采用精馏法除去即可利用原料与杂质沸点不同来除去杂质。其他对沸点与SiCl4相似的杂质，可采用适当的吸附剂从而达到提纯的目的。如SiCl4中的OH和其他氢化物，可利用被提纯物和杂质的化学键性质不同，选择适当的吸附剂达到提纯目的。利用精馏-吸附-精馏混合提纯法可使SiCl4纯度很高，金属杂质含量在5PPb左右，含氢化物SiHCl3的含量小于0.2ppm。2.预制棒制作，通过气相沉积法来制备具有高透明度和最佳光学性能的石英玻璃。预制棒的折射率是通过来自非石英玻璃的掺杂剂的形成而获得的。这些掺杂剂包括：GeO2、B203、P2O5、Ti2O2、Al2O3和F。沉积一般是一个基靶表面上或一根空心石英玻璃管内，沉积以一层一层堆积方式而叠高的。因此掺杂剂浓度可以逐渐地变化给出梯度折射分布率或维持不变给出一个一阶折射分布率。3.气相沉积工艺，有六种沉积方式。外气象沉积法VOD（outside vapour Deposition），1970年由美国康宁公司的Kapron等发明，其机理为火焰水解，即所需的玻璃组成是通过氢氧焰或甲烷焰水解卤化物气体产生“粉尘”逐渐的沉积而获得：SiCl4+2H20= SiO2+4HCl沉积工艺是先将一根靶棒沿其纵轴水平置于玻璃车床上旋转，用氢氧焰或甲烷焰喷灯局部加热靶棒外表面。再用高纯氧作为载体将形成的玻璃卤化物气体送进火焰喷灯灯嘴，在高温水解反应下生产玻璃氧化物粉末，沉积在水平旋转的靶棒的外表面上。靶棒沿纵向来回运动，一层一层地生成多孔玻璃。通过改变每层的掺杂种类和掺杂量可以制成不同折射率分布的光纤预制棒。烧结工艺将沉积工艺制得的具有一定强度和气孔的圆柱状多空预制棒送入一烧结炉内1400-1600度的高温下烧缩成透明的无气泡的固体玻璃预制棒。在烧结期间，要不断地用氯气作为干燥剂喷吹多孔预制棒，使其中全部水分除去，从而保证光纤的衰减小。单模光纤的分类、名称、IEC和ITU-T命名对应关系如下： 名称 ITU-T IEC 非色散位移单模光纤 G.652：A、B B1.1 低水峰光纤 G.652：C、D B1.3色散位移单模光纤 G.653 B2 截止波长位移单模光纤 G.654 B1.2 非零色散位移单模光纤 G.655：A、B B4
各种分类标准举例如下：
（1）按照工作波长：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤（0.85μm、1.3μm、1.55μm）。
（2）按照折射率分布：阶跃（SI）型光纤、近阶跃型光纤、渐变（GI）型光纤、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。
（3）按照传输模式：单模光纤（含偏振保持光纤、非偏振保持光纤）、多模光纤。
（4）按照原材料：石英光纤、多成分玻璃光纤、塑料光纤、复合材料光纤（如塑料包层、液体纤芯等）、红外材料等。按被覆材料还可分为无机材料（碳等）、金属材料（铜、镍等）和塑料等。
（5）按照制造方法：预塑有汽相轴向沉积（VAD）、化学汽相沉积（CVD）等，拉丝法有管律法（Rod intube）和双坩锅法等。
一、光纤简介
光纤，是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。光导纤维由前香港中文大学校长高锟发明。微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。通常，光纤的一端的发射装置使用发光二极管（light emitting diode，LED）或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。在日常生活中，由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤被用作长距离的信息传递。
二、光纤原理
因光在不同物质中的传播速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时，折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的，相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。
三、光纤结构
光纤裸纤一般分为三层：中心高折射率玻璃芯（芯径一般为50或62.5μm），中间为低折射率硅玻璃包层（直径一般为125μm），最外是加强用的树脂涂层。