第2章 光纤基本概念
光纤光功率课程设计
光纤光功率课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解光纤的基本概念，掌握光纤的构造、分类和特性。
2. 使学生掌握光功率的定义，学会计算光功率与光强度之间的关系。
3. 帮助学生了解光纤通信系统中光功率的重要性，理解光功率对通信质量的影响。
技能目标：1. 培养学生运用光纤进行数据传输的实验操作能力，学会使用光功率计进行测量。
2. 让学生掌握光纤连接、光功率测试等基本技能，并能独立完成光纤光功率实验。
3. 提高学生分析光纤通信系统中光功率问题的能力，培养解决实际问题的技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对光纤通信技术的好奇心和探索精神，激发学生学习物理知识的兴趣。
2. 增强学生的团队合作意识，培养实验过程中的分工协作能力。
3. 使学生认识到光纤通信技术在现代社会中的重要作用，提高学生对科技创新的认识和责任感。
课程性质：本课程为高二年级物理选修课程，以光纤光功率为教学主题，结合物理知识和实验操作，培养学生的理论知识和实践能力。
学生特点：高二年级学生对物理知识有一定的掌握，具备一定的实验操作能力，对光纤通信技术有一定了解，但对光功率的概念和测量方法尚不熟悉。
教学要求：教师需结合学生特点和课程性质，采用理论教学与实验操作相结合的方式，引导学生掌握光纤光功率知识，提高学生的实践能力。
在教学过程中，注重分解课程目标，确保学生能够达到预期的学习成果。
同时，关注学生的情感态度价值观培养，使学生在掌握知识技能的同时，形成正确的价值观。
二、教学内容1. 光纤基本概念：光纤的结构、分类（单模光纤、多模光纤）、传播原理。
2. 光功率基础知识：光功率的定义、单位、计算公式，光功率与光强度之间的关系。
3. 光纤通信系统中光功率的应用：光纤连接、光功率的测量方法、光功率对通信质量的影响。
4. 实验教学：光纤连接操作、光功率计的使用、光功率测量实验、分析测量数据。
教学内容安排和进度：第一课时：光纤基本概念及传播原理，介绍教材第二章第一节内容。
第二章数据通信基础知识数据通信原理
•学习要求
• 1. 了解信号分类方式，掌握信号频谱与带宽的概念。 • 2. 了解调制解调的基本原理 • 3. 了解信道噪声的种类及特点，掌握信道容量公式。 • 4. 了解各种信道的特点。 • 5. 了解话音信道传输数据信号的基本要求。 • 6. 掌握频分复用、时分复用技术的基本原理。 • 7. 掌握语音压缩比编码和数据压缩编码的基础知识。 • 8. 掌握数据通信系统同步类型及其实现方式
• 奈奎斯特研究了理想信道(无噪声、无码间干扰)时带宽与速率的 关系，并得到以下结论：
•其中 B为带宽单位是Hz， • M为传输时数据信号的取值状态，即采用M进制传输
•2. 香农信道容量公式•
• 香农研究了用模拟信道传输数字信号时的信道容量问题，并得出 了著名的香农公式：
•其中B为带宽，单位是Hz，S/N为信噪功率比 。
第二章数据通信基础知识数据通信原 理
•2.2.3 信道噪声 •3. 高斯白噪声
• 可以从以下两方面对高斯白噪声下定义 ： 其任意维概率密度函数都服从高斯分布(即正态分布)——高斯噪声 在整个频域具有均匀分布的功率谱密度——白噪声
第二章数据通信基础知识数据通信原 理
•2.2.4 信道容量
•1.奈奎斯特信道容量公式
其对应的误码率公式为:
第二章数据通信基础知识数据通信原 理
•2.2.2 传输介质 •1. 双绞线
双绞线由两根相互绝缘的铜线以均匀的扭矩对称扭绞在一起形成。
绞合的目的: (1) 减少线对之间的相互干扰， (2) 同时还增强了机械和电气稳定性
分类
第二章数据通信基础知识数据通信原 理
•2.2.2 传输介质 •2. 同轴电缆
•调制信道 •编码信道 •有线信道
光纤应用习题解第1_7章
第一章 光纤光学基础1．详述单模光纤和多模光纤的区别（从物理结构，传播模式等方面）A ：单模光纤只能传输一种模式，多模光纤能同时传输多种模式。
单模光纤的折射率沿截面径向分布一般为阶跃型，多模光纤可呈多种形状。
纤芯尺寸及纤芯和包层的折射率差：单模纤芯直径在10um 左右，多模一般在50um 以上；单模光纤的相对折射率差在0.01以下，多模一般在0.01—0.02之间。
2．解释数值孔径的物理意义，并给出推导过程。
A:：NA 的大小表征了光纤接收光功率能力的大小，即只有落入以m 为半锥角的锥形区域之内的光线，才能够为光纤所接收。
3．比较阶跃型光纤和渐变型光纤数值孔径的定义，可以得出什么结论？A ：阶跃型光纤的NA 与光纤的几何尺寸无关，渐变型光纤的NA 是入射点径向坐标r 的函数，在纤壁处为0，在光纤轴上为最大。
4．相对折射率差的定义和物理意义。
A ：2221212112n n n n n n --D =?D 的大小决定了光纤对光场的约束能力和光纤端面的受光能力。
5．光纤的损耗有哪几种？哪些是其固有的不能避免，那些可以通过工艺和材料的改进得以降低？A ：固有损耗：光纤材料的本征吸收和本征散射。
非固有损耗：杂质吸收，波导散射，光纤弯曲等。
6．分析多模光纤中材料色散，模式色散，波导色散各自的产生机理。
A ：材料色散是由于不同的光源频率所对应的群速度不同所引起的脉冲展宽。
波导色散是由于不同的光源频率所对应的同一导模的群速度不同所引起的脉冲展宽。
多模色散是由于不同的导模在某一相同光源频率下具有不同的群速度所引起的脉冲展宽。
7．单模光纤中是否存在模式色散，为什么？A ：单模光纤中只传输基模，不存在多模色散，但基模的两个偏振态存在色散，称为偏振模色散。
8．从射线光学的观点计算多模阶跃光纤中子午光线的最大群时延差。
A ：设光纤的长度为L ，光纤中平行轴线的入射光线的传输路径最短，为L ；以临界角入射到纤芯和包层界面上的光线传输路径最长，为sin c L f 。
光纤基本概念
几何尺寸
包层直径（cladding diameter）：确定包层中心的那个圆的直径。 包层不圆度（cladding non-circularity）：由包层容差范围所确定的两个圆直 径间的偏差。 涂层直径（Coating diameter）：光纤涂覆层的直径。 涂层/包层同心误差（Coating / cladding Concentricity error）：涂层与包层中 心间的距离除以涂层直径。 涂层不圆度（Coat-of-roundness）：由涂层容差范围所确定的两个圆直径间 的偏差。 芯/包层同心误差（Core / cladding Concentricity error）：纤芯与包层中心间 的距离除以芯直径。
衰减
光纤衰减（attenuation of optical fiber）：光纤中光功率沿纵轴逐渐减小。光 功率减小与波长有关。光纤链路中，光功率减小主要原因是散射、吸收，以及 连接器和熔接接头造成的光功率损耗。衰减的单位为dB。 光纤衰减系数（fiber attenuation coefficient）：每公里光纤对光信号功率的衰减 值。衰减系数（也称衰耗系数）是多模光纤和单模光纤最重要的特性参数之一， 在很大程度上决定了多模和单模光纤通信的中继距离。单位：dB/km。 产生原因：使光纤产生衰减的原因很多，主要有：吸收衰减，包括杂质吸收 和本征吸收；散射衰减，包括线性散射、非线性散射和结构不完整散射等；其 它衰减，包括微弯曲衰减等。其中最主要的是杂质吸收引起衰减。在光纤材料 中的杂质如氢氧根离子、过渡金属离子对光的吸收能力极强，它们是产生光信 号衰减的重要因数。因此，要想获得低衰减光纤，必须对制造光纤用的原材料 二氧化硅进行十分严格的化学提纯，使其杂质的含量降到几个PPb 以下。
光纤基本概念
光纤技术原理课程设计
光纤技术原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解光纤的基本结构、分类和原理；2. 掌握光纤通信系统中光信号的发射、传输和接收过程；3. 了解光纤技术在现代通信领域的应用及其优势。
技能目标：1. 能够运用光纤技术原理，分析光纤通信系统中的性能指标；2. 学会使用光纤通信设备，进行基本的光缆敷设、接续与测试操作；3. 能够针对实际问题，运用光纤技术提出解决方案，并进行初步的评估。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对光纤技术原理的兴趣和探究精神，激发其学习热情；2. 增强学生团队协作意识，培养共同解决问题的能力；3. 提高学生对我国光纤通信技术发展的认识，增强国家自豪感和责任感。
本课程针对高中年级学生，结合物理和信息技术学科知识，以光纤技术原理为核心内容，充分考虑学生的认知水平、兴趣和实际需求。
通过本课程的学习，旨在使学生掌握光纤技术的基本知识和技能，培养其创新意识和实践能力，为培养未来通信技术领域的人才奠定基础。
课程目标具体、可衡量，便于后续教学设计和评估的实施。
二、教学内容1. 光纤基本概念：光纤的结构、分类及其工作原理；教材章节：第二章“光纤与光缆”，第一节“光纤的基本概念”。
2. 光纤通信系统：光信号的发射、传输和接收过程，光纤通信系统的性能指标；教材章节：第二章“光纤与光缆”，第二节“光纤通信系统”。
3. 光纤技术及应用：光纤技术在现代通信领域的应用，如光纤接入网、光纤传感器等；教材章节：第二章“光纤与光缆”，第三节“光纤技术的应用”。
4. 光纤通信设备与操作：光纤通信设备的组成、功能及使用方法，光缆敷设、接续与测试操作；教材章节：第三章“光纤通信设备与工程”，第一节“光纤通信设备”，第二节“光缆敷设与接续”。
5. 光纤技术案例分析：分析实际案例，运用光纤技术原理解决具体问题；教材章节：第四章“光纤通信案例分析”。
教学内容按照课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。
教学大纲明确规定了教学内容的安排和进度，使学生能够循序渐进地掌握光纤技术原理及相关应用。
光纤通信基本概念
光纤通信基本概念
光纤通信基本概念：
①介质特性光纤由高纯度二氧化硅拉制而成中心为纤芯外围包裹着折射率略低的包层二者共同构成光波导结构；
②工作原理基于全反射原理当光线从高折射率介质射向低折射率介质且入射角大于临界角时会在界面处反射；
③光源选择通常采用发光二极管或激光器作为光源前者成本低廉但相干性较差后者则相反适用于长距离传输；
④调制技术将待发送信息加载到光载波上最简单直接的方式是强度调制即根据信号变化改变光源输出功率；
⑤传输损耗尽管光纤损耗远低于铜线但仍然存在主要有吸收散射两种类型其中弯曲辐射连接不良也会造成额外损失；
⑥中继放大每隔一段距离需插入光电转换器将信号恢复成电信号放大后再变回光信号继续向前传播；
⑦接收解调终端设备通过光电探测器将接收到的微弱光信号还原成原始电信号再经解调滤波送入计算机处理；
⑧多路复用为了提高带宽利用率通常采用波分复用技术即在同一根光纤中同时传输多个不同波长的光信号；
⑨应用领域凭借其大容量远距离抗干扰等优点广泛应用于长途干线城域网数据中心互联家庭宽带接入；
⑩安全防护由于光信号无法被普通窃听器材截获因此天然具备较高安全性但仍需注意物理层面的防护；
⑪发展现状近年来随着光纤预制棒拉丝技术不断进步单模光纤已成为主流并且向着更高性能方向发展；
⑫未来趋势展望未来光纤通信将朝着超高速超大容量方向迈进同时与无线传感网物联网等新兴领域深度融合。
《光纤通信技术》 课程大纲
《光纤通信技术》课程大纲《光纤通信技术》课程大纲课程名称：光纤通信技术课程类别：核心课学分：4学分适用专业：通信工程专业、计算机应用专业先修课程：数字通信原理、数据通信原理一、课程的教学目的《光纤通信技术》是信息与通信工程学科一门重要的专业课程。
课程定位为需要学习通信工程、计算机通信技术等专业，从事信息通信、计算机、网络等相关行业的学员。
光纤通信系统具有低的传输损耗和宽的传输频带的特点，成为高速数据业务的理想传输通道。
课程以光纤的导光原理和激光器的发光原理为基础内容，同时涵盖了各种实用光网络技术。
课程以提高学生基本技能素质与新技术、新手段的应用能力为目标，培养能满足光纤网络工程的规划建设、系统调测、电信核心网络和接入网络的工程等需要的应用型人才。
为了更好地掌握本课程的知识，每章后面均附有大量的习题，并对主要知识点进行了总结。
鉴于本课程是实践性很强的专业课程，其教学内容既包括理论学习内容，又涵盖与之相关的实践实验活动内容，为以后学习光纤通信工程新技术打下基础。
二、相关课程的衔接学习本课程需要先修《数字通信原理》、《数据通信原理》等专业基础课程以及《现代交换技术》、《宽带接入技术》等相关课程；后续课程包括《光网络》、《多媒体通信》等。
三、教学的基本要求要求掌握《光纤通信技术》的基本概念、工作原理，了解相关扩展知识。
熟练进行光纤通信技术的工程分析及工程计算。
熟悉实验原理及内容，能够利用所学基本知识完成简单电路的分析和设计。
四、课程教学方法下载教学内容导学、详解、实时辅导、教案、综合练习题等资料。
为了更好地掌握本课程的知识，每章后面均附有大量的习题，并对主要知识点进行了总结。
本课程含有实验，使本课程更多地与实践接轨，为以后学习光纤通信工程新技术打下基础。
五、课程考核方式本学期将安排4次阶段作业。
每次作业计10分，共计40分。
作业类型为客观题，可重复提交，直至分数满意为止。
考试：本课程的考试采用开卷的形式，由于本课程的计算量较大，建议学生熟练使用计算器。
光纤通信基本概念和分类
光纤通信基本概念和分类在现代信息社会中，通信发挥着重要的作用，而光纤通信作为一种高效的传输方式，正逐渐成为主流。
本文将从光纤通信的基本概念和分类两个方面进行探讨。
一、光纤通信的基本概念光纤通信是一种利用光信号进行信息传输的技术。
它基于光的全反射原理，通过光纤将信息信号转换为光信号，并在光纤中进行传输。
与传统的电信号传输方式相比，光纤通信具有带宽大、传输距离远、抗干扰性强等优势。
在光纤通信中，主要涉及三个关键组件：光源、光纤和接收器。
光源负责产生光信号，光纤则负责将光信号传输至目标地点，接收器则将光信号转换为电信号进行解码。
这三个组件协同工作，实现了信息的快速传输。
光纤通信的工作原理是基于光信号的调制与解调过程。
调制是将信息信号转换为光信号的过程，而解调则是将光信号转换为电信号并恢复原始信息的过程。
这一过程中，采用的调制解调技术主要有振幅调制、频率调制和相位调制等。
二、光纤通信的分类根据传输介质的不同，光纤通信可以分为单模光纤通信和多模光纤通信两种。
1. 单模光纤通信单模光纤通信使用的是单模光纤进行信息传输。
所谓单模光纤，是指光的传播只有一种模式，即仅能在光纤中传播一束光。
单模光纤的直径较小，常用0.8μm和0.2μm两种规格。
单模光纤通信具有传输距离远、带宽大、衰减小等优点，因此在远距离通信中得到广泛应用。
例如，长距离电话线路、地理信息传输等领域都采用了单模光纤通信技术。
2. 多模光纤通信多模光纤通信则使用的是多模光纤。
多模光纤是指光的传播存在多种模式，即可以在光纤中传播多束光。
多模光纤的直径较大，常见规格为50μm和62.5μm。
相比于单模光纤通信，多模光纤通信的传输距离较短，衰减较大，但其制造成本较低，适用于距离较短、带宽要求不高的通信场景。
例如，局域网、广域网等都常采用多模光纤通信技术。
三、结语光纤通信作为现代通信领域的重要技术之一，改变了人们信息传输的方式，提升了通信网络的效率和可靠性。
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沉积效率高、沉积 速度快有利于消除 包层沉积过程中的 微观不均匀 直接玻璃沉积 不需高温烧结 反应管不易变形
反应物质
排气口
SiCl4 + O2 + 参杂物质 低压工作的等离子体 玻璃层
1000~1200度
可快速移动，沉积厚度减少， 有利于控制折射率分布
快速来回移动的微波谐振腔 (2.45 GHz，8米/分钟)
光纤拉丝:
将预制棒直径缩小，且保持芯包比和折射率分布 恒定的操作称为光纤拉丝。 拉丝过程中要对裸光纤施加预涂覆层保护。涂覆 层既可以保护光纤的机械强度、隔离外界潮湿， 又可以避免外应力引起光纤的微弯损耗。此外， 高速拉丝还应注意光纤的充分冷却，消除光纤中 的残余内应力。
光纤拉丝机
光纤预制棒置备好之后进行光纤拉丝 精密输送机构 夹具 预制棒 d = 10~25 mm; L = 60~120 cm
拉丝炉 裸光纤 光纤粗细监测仪
涂覆机 已涂覆光纤 光纤卷绕
光纤制作
光纤制作
四
光纤传输原理
四
光纤导光原理
光纤导光原理
当光以某一较小的入射角 ， 由折射率为n1的光密物质射向折 射率为n2的光疏物质(即n1＞n2) 时，则一部分入射光以折射角 折射入光疏物质，其余部分以 角 度反射回光密物质，根据折射定 律(斯涅尔定律)，光折射和反射 之间的关系为：
1．按材料分类
(1) 石英(SiO2)玻璃纤维 SiO2含量大于90%，熔点为1700℃，这种材料的光损耗比 较小，在波长λ＝1.2μm时、最低损耗约为0.47dB/km。 (2) 多组分玻璃光纤 SiO2原料中，再适当混合诸如氧化钠、氧化硼、氧化钾等 氧化物的多成分玻璃作成的光纤。损耗也很低，如硼硅酸钠玻璃 光纤，在波长λ＝0.84μm时，最低损耗为3.4dB/km。 特点：比石英的熔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。
非本征吸收：由过渡金属离子和氢氧根离子 (OH－)等杂质对光的吸收而产生的损耗。
本征吸收损耗：由制造光纤材料本身 (如 SiO2) 的特性所决定，包括紫外吸收、红外 吸收。即便波导结构非常完美而且材料不含 任何杂质也会存在本征吸收。
第二步是在气相沉积获得的芯棒上施加外包层制成 大光纤预制棒。
光纤制作的过程
汽相氧化法：外部汽相氧化法 (OVPO)
饵棒 粉层状 预制棒 喷 嘴 玻璃微粒
1. 预制棒有空洞 2. 预制棒长度一定 3. 使用氢氧焰，光 纤所含的OH- 较高
玻璃预制棒
粉层沉积
粉状预制棒
加热炉 1400度
加热炉
芯
包层
玻璃预制棒 预制棒烧结 1970年 康宁 第一根损耗小于20 dB/km的光纤
光纤智能材料与结构
第二章 光纤基础
光纤基础
光纤 (Optic Fiber)光导纤维的简称
1966年, 英国籍华人高锟(光纤之父,2009或诺贝尔物 理学奖)和Hockham发现玻璃可以制成光导纤维。 1970年，由美国贝尔、英国电信研究所和美国康宁 玻璃公司联合研究，研制成功了衰减为20dB/km 的光 纤。目前工作在1.55μm波长的石英光纤损耗只有 0.2dB/km. 中国”光纤之父”赵梓森于1979年拉制出来我国第 一
1．按材料分类
(3) 塑料光纤 用人工合成导光塑料制成，其损耗较大。当 λ ＝ 0.63μm 时， 损耗高达100～200 dB/km；但重量轻，成本低，柔软性好，适用 于短距离导光。 (4) 液芯光纤 由石英光窗、芯料、皮层管、护套管、防尘帽和金属接头组 成，光纤的芯料是一种对人体无害的无机盐溶液。 具有大芯径，大数值孔径、光谱传输范围广、传光效率高等特 点，尤其是在紫外光波段比普通的石英传光束具有优越的传光效 率，特别适用于紫外固化、荧光检测、刑侦取证等。
改进的化学汽相沉积法 (MCVD)
贝尔实验室设计，可用于制造低损耗梯度折射率光纤
反应物质 金属卤化物蒸汽+氧气
粉尘状生成物
排气口
SiO2饵管
烧结后的 玻璃
H-O
粉层沉积物 来回移动的喷灯
玻璃粉层沉积初步烧结加强热成实心棒 烧结后，纤芯由汽相沉积材料构成，包层由原始的石英管构成
等离子体活性化学汽相沉积法 (PCVD)
光纤基础
光纤基础 光缆示意图
光缆的基本结构
光缆一般由缆芯、加强元件和护层三部分组成。
• 缆芯：由单根或多根光纤芯线组成，有紧套和 松套两种结构。紧套光纤有二层和三层结构。 • 加强元件：用于增强光缆敷设时可承受的负荷 。一般是金属丝或非金属纤维。 • 护层：具有阻燃、防潮、耐压、耐腐蚀等特性 主要是对已成缆的光纤芯线进行保护。根据敷设 条件可由铝带/聚乙烯综合纵包带粘界外护层、钢 带（或钢丝）铠装和聚乙烯护层等组成。
二、光纤的分类
石英系列光纤（以SiO2为主要材料） 按光纤组成材料划分 多组分光纤（材料由多组成分组成） 液芯光纤（纤芯呈液态） 塑料光纤（以塑料为材料） 阶跃型光纤（SIF） 渐变型光纤（GIF） W型光纤 单模光纤（SMF） 按光纤传输模式数划分 多模光纤（MMF ） 芯径
光纤种类
按光纤纤芯折射率分布划分
根具有实用价值，每公里衰耗只有4分贝的光纤。
光纤基础
光纤基础
一、光纤的结构
1 纤芯位于光纤中心，直径2a为5 ～75μ m, 作 用是传输光波。 2 包层位于纤芯外层，直径 2b 为 100～ 150μ m, 作用是将光波限制在纤芯中。 光纤导光的条件是n1＞n2。 3 一次涂敷层是为了保护裸纤而在其表面涂上 的聚氨基甲酸乙脂或硅酮树脂层，厚度一般为 30～150μ m。 4+5 套层又称二次涂覆或被覆层，多采用聚乙 烯塑料或聚丙烯塑料、尼龙等材料。 经过二次涂敷的裸光纤称为光纤芯线。
光纤导光原理
光纤导光原理
(2)光纤传光原理
光纤导光原理
(2)光纤传光原理
光纤导光原理
五
光纤的传输特性
光纤的衰减
光纤的色散
光纤的损耗
光波在光纤中传输，随着传输距离的增加，而 光功率强度逐渐减弱，光纤对光波产生衰减作用， 称为光纤的衰减（损耗） 。 即便是在理想的光纤中都存在损耗 ——本征损耗。 光纤的损耗限制了光信号的传播距离。 光纤的损耗主要取决于： 1. 吸收损耗 2. 散射损耗 3. 弯曲损耗
光纤的损耗
光波在光纤中传输，随着传输距离的增加，而 光功率强度逐渐减弱，光纤对光波产生衰减作用， 称为光纤的衰减（损耗） 。 即便是在理想的光纤中都存在损耗——本征损 耗。 光纤的损耗限制了光信号的传播距离。光纤的 损耗主要取决于： 1. 吸收损耗 2. 散射损耗 3. 弯曲损耗
吸收损耗 原子缺陷吸收：由于光纤材料的原子结构的 不完整造成。
渐变折射率多模光纤
渐变折射率多模光纤纤芯内的折射率不是常量，而是从中心轴 线开始沿径向大致按抛物线形成递减，中心轴折射率最大，因 此，光纤在纤芯中传播会自动地从折射率小的界面向中心会聚， 光纤传播的轨迹类似正弦波形，如图所示，具有光自聚焦效果， 故渐变折射率多模光纤又称为自聚焦光纤。因此渐变折射率多 模光纤的模分散比阶跃型小得多。
n1 sin 1 n2 sin 2
当入射角 增大到某一角度 时，透射入光疏物质的 折射光则沿界面传播，即 ＝90°，称此时的入射角 为 临界角。那么，由斯涅尔定律得 n2 临界角仅与介质的 sin c 折射率的比值有关 n
1
光纤导光原理
(2)光纤传光原理
光纤导光原理
光纤导光原理
直接熔化法：双坩埚法
纤芯坯料棒 内坩埚 纤芯 玻璃 熔炉
包层坯料棒
直接熔化法： 可用于制造石英 光纤、卤化物光 纤和硫属光纤 具有产量大、可 连续制造的优点 但坯料棒熔化过 程中容易带来杂 质，它的最低损 耗值为5 dB/km
外坩埚
包层玻 璃
拉制光纤 (到拉丝机)
光纤预制棒生产最常使用的工艺是两步法：
粉状预制棒 剖面
拉制光纤
汽相轴向沉积法 (VAD)
推进机
1977年 日本开发
马达
疏松的预制棒
喷灯口
优点： 1. 预制棒不再具有空洞 马达 2. 预制棒可以任意长 输送杆 3. 沉积室和熔融室紧密 透明预制棒 相连，可以保证制作 环境清洁 容器 环状加热器 4. 没有使用氢氧焰，单 真空泵 模光纤所含的OH- 较 低，因此损耗较低在 0.2~0.4 dB/km 红外热成像仪 玻璃微粒 反应室
第一步采用四种气相沉积工艺，即： 外气相沉积(Outside Vapour Deposition-OVD)、 轴向气相沉积(Vapour Axial Deposition-VAD)、 改进的化学气相沉积(Modified Chemical Vapour Deposition-MCVD)、 等离子化学气相沉积(Plasma Chemical Vapour Deposition-PCVD) 任一工艺来生产光纤预制棒的芯棒；
五
光纤的传输特性
光纤的衰减---描述光能在光纤中传输中逐渐减小 或消失的现象，由光纤损耗造成。
光纤衰减一般以分贝（dB）为单位来计量，以 输入光功率Pi与输出光功率PO的比值来定义：
Pi A( ) 10lg( ) dB Po
均匀光纤的衰减系数α(λ)
Pi A ( ) 1 ( )= 10lg( ) (dB / Km) L L Po
2、折射率分布
阶跃型光纤（SIF ）：纤芯折射率呈均匀分布，纤芯和包层相 对折射率差Δ 为1%～2%。 渐变型光纤（GIF ）：纤芯折射率呈非均匀分布，在轴心处最 大，而在光纤横截面内沿半径方向逐渐减小，在纤芯与包层的界 面上降至包层折射率n2。 W型光纤（双包层光纤）：在纤芯与包层之间设有一折射率低 于包层的缓冲层，使包层折射率介于纤芯和缓冲层之间。可以实 现在1.3～1.6μ m之间色散变化很小的色散平坦光纤或把零色散 波长移到1.5造