工程案例

光纤无尘室

       光纤是光导纤维的简写,是一种由玻璃塑料制成的纤维,可作为光传导工具。传输原理是‘光的全反射’。

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。
通常光纤与光缆两个名词会被混淆。多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆。光纤外层的保护层和绝缘层可防止周围环境对光纤的伤害,如、电击等。光缆分为:缆皮、芳纶丝、缓冲层和光纤。光纤和同轴电缆相似,只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。
多模光纤中,芯的直径是50μm和62.5μm两种, 大致与的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8μm~10μm,常用的是9/125μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套, 俗称包层,包层使得光线保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套,即涂覆层,用来保护包层。光纤通常被扎成束,外面有外壳保护。 纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体,它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。
说明:9/125μm指光纤的纤核为9μm,包层为125μm,9/125μm是单模光纤的一个重要的特征,50/125μm指指光纤的纤核为50μm,包层为125μm,50/125μm是多模光纤的一个重要的特征。
其中金砖国家光缆计划是直接连通5个金砖国家的海底光缆项目,将于2014年初开工,2015年中启用。该项目总长3.4万千米,其中直接连通5个金砖国家的海底光缆长约2.4万千米。
2013年,全球100G光纤的收入预计将**超过10亿美元。该公司分析了2013年一季度全球光网络市场的财务结果,发现了一些趋势,包括一个令人失望的趋势,即市场的总体增长仍然是困难的,只有日本的富士公司利润逐年增长。
虽然光纤市场在季度出现衰退的情况并不少见,但这次下降令人担忧是因为这已经是连续第五个季度市场有所下降,并且季度收入达到六年来的低值。
100G光纤的情况较为乐观,不管环比、同比都表现出强劲增长。2013年一季度,100G光纤的出货量较2012年四季度增长了41%,收入较2012年四季度增长了24%。以此计算,年收入有望**超过10亿美元。2013年一季度,有20家供应商出售100G光纤,将有更多的厂商加入市场竞争。供应商持谨慎乐观的态度,短期订单量看涨,长期订单量并不乐观。
1.光是一种电磁波
可见光部分波长范围是:390~760nm(纳米)。大于760nm部分是红外光,小于390nm部分是紫外光。光纤中应用的是:850nm,1310nm,1550nm三种
2.光的折射,反射和全反射
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(即不同的物质有不同的光折射率),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。
1.
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),外是加强用的树脂涂层。光线在纤芯传送,当光纤射到纤芯和外层界面的角度大于产生全反射的临界角时,光线透不过界面,会全部反射回来,继续在纤芯内向前传送,而包层主要起到保护的作用。
2.数值孔径:
入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输,只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同(AT&T CORNING)。
3.光纤的种类:
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。
气相沉积法
对象
芯棒
外包层
方法
外部化学气相沉积法
(OVD)
改进的化学气相沉积法/管内化学气相沉积法
(MCVD)
轴向化学气相沉积法
(VAD)
等离子化学气相沉积法
(PCVD)
套管法
粉末法
等离子喷涂法
溶胶-凝胶
反应
机理
火焰水解
高温氧化
火焰水解
低温氧化
VAD制芯棒
OVD沉积外包层
热源
甲烷或氢氧焰
氢氧焰
氢氧焰
等离子体
沉积
方向
靶棒外径向
管内表面
靶同轴向
管内表面
沉积
速率
沉积
工艺
间歇
间歇
连续
间歇
预制棒
尺寸
折射率
分布
控制
容易
容易
单模:容易
多模:较难
极易
原料
纯度
要求
不严格
严格
不严格
严格
研发
企业
1974年美国康宁公司开发
1980年**投入使用
1974年美国阿尔卡特公司开发
1977年日本NTT公司开发
荷兰飞利浦公司开发
1995年美国Spectram开发
使用
厂家
(代表)
美国康宁公司
日本西谷公司
中国富通公司
美国阿尔卡特公司
天津46所
日本住友、古河等公司
荷兰飞利浦公司、中国武汉长飞公司
OVD工艺示意图OVD工艺示意图
MCVD工艺示意图MCVD工艺示意图
VAD工艺示意图VAD工艺示意图
· · · · · · · · · · · · · · · · · · 光导纤维应用时还要做成光缆,它是由数根光导纤维合并先组成光导纤维芯线,外面被覆塑料皮,再把光导纤维芯线组合成光缆,其中光导纤维的数目可以从几十到几百根,大的达到4000根。
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