1. Struktura optických vláken
Anoptické vlákno(OF) je průhledné dielektrické vlákno používané pro vedení světla. Praktické optické vlákno se skládá z několika vrstev průhledných médií, obecně rozdělených do tří vrstev:
Jádro: Nachází se ve středu vlákna (průměr 5~80 μm), skládá se z vysoce čistého oxidu křemičitého, dopovaného malým množstvím příměsí (např. oxid germanitý, oxid fosforečný), aby se zvýšil jeho index lomu (n1). U komunikačních vláken je průměr jádra 5~10 μm (jedno{9}}vlákno) nebo 50~80 μm (multi{12}}vlákno).
Opláštění: Obklopující jádro (průměr ~125 μm), složené z vysoce čistého oxidu křemičitého s malým množstvím příměsí (např. oxid boritý), určené ke snížení jeho indexu lomu (n2), o něco nižšího než jádro. Obklad může být jednovrstvý-nebo více{7}}vrstvý.
Povlak: Vnější vrstva (vyrobená z akrylátu, silikonové pryže nebo nylonu), sloužící k ochraně. Zahrnuje primární povlak a sekundární povlak (plášť). Po potažení je vnější průměr vlákna přibližně 1,5 cm.
2. Klasifikace optických vláken
Existují 4 hlavní klasifikační metody pro optická vlákna; lze je také klasifikovat podle složení (např. vlákna oxidu křemičitého, vlákna obsahující fluor-, plastová vlákna atd.).
(1) Klasifikace průřezu vlákna podle profilu indexu lomu-
Rozděleno naStep Index Fiber (SIF)aGraded Index Fiber (GIF).
Vlákno krokového indexu: Indexy lomu jádra a pláště jsou jednotné (označené \\(n_1\\) respektive \\(n_2\\)), se skokovou změnou na rozhraní mezi jádrem a pláštěm. Profil indexu lomu je vyjádřen jako:
Jednalo se o ranou vláknitou strukturu, která byla postupně nahrazena vlákny s odstupňovaným indexem v multi{0}}vláknech, ale znovu získala pozornost jako hlavní struktura v jednovidových vláknech.
Vlákno s klasifikovaným indexem: Index lomu v ose jádra (n1) je největší, postupně se snižuje v radiálním směru (podle parabolického zákona) a klesá na index lomu pláště (n2) na rozhraní pláště jádra-; index lomu povlaku je jednotný (n2)
Profil indexu lomu je vyjádřen jako:
Kde: g je exponent profilu indexu lomu; (a1) je poloměr jádra; (Delta) je rozdíl relativního indexu lomu
Funkce: Snižuje modální rozptyl v multi{0}}vláknech a zvyšuje přenosovou kapacitu.
(2) Klasifikace podle počtu režimů šíření
Rozděleno naVíce{0}}režimové vlákno (MMF)aJednorežimové vlákno (SMF).
Více{0}}režimové vlákno: Pro danou provozní vlnovou délku existuje ve vlákně více režimů přenosu. Profil indexu lomu průřezu- může být jednotný (krokový-indexový více-režim) nebo -jednotný (gradovaný-indexový multi-režim). Vlastnosti: Špatné přenosové charakteristiky, úzká šířka pásma, malá přenosová kapacita.
Jednorežimové vlákno: Pro danou provozní vlnovou délku existuje ve vláknu pouze jeden přenosový režim (základní režim) bez rozdílu intermodálního zpoždění. Vlastnosti: Šířka pásma mnohem větší než u multi-režimových vláken, vhodná pro vysokorychlostní-přenos.
(3) Klasifikace podle provozní vlnové délky
Rozděleno naKrátká-vlnová vláknaaDlouhovlnná vlákna-.
Krátká-vlnová vlákna: Vlnová délka 0,6 ~ 0,9 μm (typická hodnota 0,85 μm), raný produkt, nyní zřídka používaný.
Dlouhovlnná vlákna-: Vlnová délka 1,0~2,0μm (typické hodnoty 1,31μm, 1,55μm). V tomto pásmu mají vlákna oxidu křemičitého nízký útlum a malý rozptyl materiálu. Vlastnosti: Nízký útlum, široká šířka pásma, vhodná pro komunikaci na dlouhé-vzdálenosti-s velkou kapacitou.
(4) Klasifikace podle typu pláště
Rozděleno naPevná-vlákna s vyrovnávací pamětíaVolná-vlákna trubice.
Pevná-vlákna s vyrovnávací pamětí: Sekundární a terciární povlaky jsou pevně spojeny s primárním povlakem, jádrem a pláštěm. Nevýhoda: Teplotní charakteristiky se po opláštění zhorší (materiál pláště má vysoký koeficient roztažnosti; smrštění při nízké teplotě způsobuje mikroohyb vlákna, což zvyšuje útlum).
Volná-vlákna trubice: Před-potažené vlákno je volně umístěno v plastové trubici bez sekundárního nebo terciárního povlaku. Výhody: Jednoduchý výrobní proces; lepší útlum-teplotní charakteristiky a mechanické vlastnosti než těsná-pufrovaná vlákna, která se stále více používají.
