光纖的原理,光纖工作原理是什麼?

2022-03-14 12:44:40 字數 5002 閱讀 1286

1樓:du抱抱熊

要了解光纖線纜是如何工作的,請想像有一根無限長的飲水麥管或柔軟的塑料管。例如,想像有一根數公里長的管道。現在,假設管道的內壁覆蓋了一層全反射鏡。

然後,假設您從管道的一端往裡看。在數公里遠的另一端,您的一位朋友開啟手電筒向管道內照射。因為管道內壁是全反射鏡,所以手電筒發出的光將在管道內壁上反覆反射(即使管道可能扭曲),結果,您將在另一端看到光。

如果您的朋友以莫爾斯電碼編碼方式開啟和關閉手電筒,他就可以通過該管道與您通訊。這就是光纖線纜的基本原理。

用內部覆蓋反射鏡的管道製作線纜是可以的,但是這根線纜會非常粗大,並且用全反射鏡覆蓋管道內壁也很困難。因此,真正的光纖線纜是用玻璃製成的。玻璃極其純淨,即使其長度達數公里長,光仍然可以透射(請想像玻璃是如此透明,以至於數公里厚的窗戶看起來仍然很清澈)。

人們將玻璃抽成極細的玻璃絲,其厚度與人的頭髮相仿。然後,在玻璃絲外面包上兩層塑料。

通過用塑料包裹玻璃絲,相當於在玻璃絲周圍形成了反射鏡。這一反射鏡產生全內反射,就像管道內部覆蓋的全反射鏡一樣。您可以在黑暗的房間內,利用手電筒和窗戶來體驗這種反射。

如果您用手電筒以90度的角度向窗戶照射,光線將直接透過玻璃。但是,如果您以非常小的角度(幾乎與玻璃平行)照射,玻璃就將如同反射鏡,您會看到光束從窗戶反射出來並照射在屋內的牆壁上。光纖內傳輸的光線正是以這種極小的角度反射,從而完全保持在光纖內部。

為了通過光纖線纜傳送**交談語音,人們將模擬語音訊號轉換為數字訊號(有關詳細資訊,請參見模擬錄音和數字錄音工作原理)。位於管道一端的鐳射器交替開啟和關閉,從而傳送每位資料。採用單鐳射器的現代光纖系統每秒可傳輸數十億位資料——鐳射每秒可開啟和關閉數十億次。

最新的系統使用多臺具有不同顏色的鐳射器在同一條光纖中傳輸多個訊號。

現代光纖線纜可以將訊號傳輸很遠的距離——可能達到100公里。在長途線路上,每60至100公里就有一個裝置箱。箱內的裝置拾取訊號並將其完好無損地**到下一段光纖。

2樓:匿名使用者

光纖靠反射光,讓光在光纖中呈z字形前進。在末端有接收器,再把光訊號轉換成相應資訊,就完成了光纖傳輸資訊。

3樓:匿名使用者

光纖的原理就是利用光在透明的塑料或玻璃纖維絲中可遠距離傳輸的特點進行傳輸鐳射訊號,由於光訊號具有傳輸容量大的特點,所以現在廣泛使用。

4樓:貝暮

阻值小,傳播速度快。

光纖工作原理是什麼?

5樓:拍子

光纖是光導纖維的簡寫,原理是:在傳送端首先要把傳送的資訊(如話音)變成電訊號,然後調製到鐳射器發出的鐳射束上,使光的強度隨電訊號的幅度(頻率)變化而變化,並通過光纖傳送出去;在接收端,檢測器收到光訊號後把它變換成電訊號,經解調後恢復原資訊。

光纖是一種利用光在玻璃或塑料製成的纖維中的全反射原理而 達成的光傳導工具。光纖實際是指由透明材料做成的纖芯和在它周圍採用比纖芯的折射率稍低的材料做成的包層,並將射入纖芯的光訊號,經包層介面反射,使光訊號在纖芯中傳播前進的**。一般是由纖芯、包層和塗敷層構成的多層介質結構的對稱圓柱體。

6樓:章永新鹿涵

要了解光纖線纜是如何工作的,請想像有一根無限長的飲水麥管或柔軟的塑料管。例如,想像有一根數公里長的管道。現在,假設管道的內壁覆蓋了一層全反射鏡。

然後,假設您從管道的一端往裡看。在數公里遠的另一端,您的一位朋友開啟手電筒向管道內照射。因為管道內壁是全反射鏡,所以手電筒發出的光將在管道內壁上反覆反射(即使管道可能扭曲),結果,您將在另一端看到光。

如果您的朋友以莫爾斯電碼編碼方式開啟和關閉手電筒,他就可以通過該管道與您通訊。這就是光纖線纜的基本原理。

用內部覆蓋反射鏡的管道製作線纜是可以的,但是這根線纜會非常粗大,並且用全反射鏡覆蓋管道內壁也很困難。因此,真正的光纖線纜是用玻璃製成的。玻璃極其純淨,即使其長度達數公里長,光仍然可以透射(請想像玻璃是如此透明,以至於數公里厚的窗戶看起來仍然很清澈)。

人們將玻璃抽成極細的玻璃絲,其厚度與人的頭髮相仿。然後,在玻璃絲外面包上兩層塑料。

通過用塑料包裹玻璃絲,相當於在玻璃絲周圍形成了反射鏡。這一反射鏡產生全內反射,就像管道內部覆蓋的全反射鏡一樣。您可以在黑暗的房間內,利用手電筒和窗戶來體驗這種反射。

如果您用手電筒以90度的角度向窗戶照射,光線將直接透過玻璃。但是,如果您以非常小的角度(幾乎與玻璃平行)照射,玻璃就將如同反射鏡,您會看到光束從窗戶反射出來並照射在屋內的牆壁上。光纖內傳輸的光線正是以這種極小的角度反射,從而完全保持在光纖內部。

為了通過光纖線纜傳送**交談語音,人們將模擬語音訊號轉換為數字訊號(有關詳細資訊,請參見模擬錄音和數字錄音工作原理)。位於管道一端的鐳射器交替開啟和關閉,從而傳送每位資料。採用單鐳射器的現代光纖系統每秒可傳輸數十億位資料——鐳射每秒可開啟和關閉數十億次。

最新的系統使用多臺具有不同顏色的鐳射器在同一條光纖中傳輸多個訊號。

現代光纖線纜可以將訊號傳輸很遠的距離——可能達到100公里。在長途線路上,每60至100公里就有一個裝置箱。箱內的裝置拾取訊號並將其完好無損地**到下一段光纖。

7樓:歐覓潘安然

光纖的工作原理就是高中物理中的全反射。

希望可以幫到你

8樓:節曦稽芳洲

光導纖維

主要是利用全反射原理,使光只發生髮射,不發生折射,是損失達到最小

光在光纖中的傳輸原理是什麼? 10

9樓:薔祀

射線理論認為,光在光纖中傳播主要是依據全反射原理。全反射原理:因光在不同物質中的傳播速度是不同的,所以光從一種物質射向另一種物質時,在兩種物質的交介面處會產生折射和反射。

而且,折射光的角度會隨入射光的角度變化而變化。

當入射光的角度達到或超過某一角度時,折射光會消失,入射光全部被反射回來,這就是光的全反射。不同的物質對相同波長光的折射角度是不同的(即不同的物質有不同的光折射率),相同的物質對不同波長光的折射角度也是不同。光纖通訊就是基於以上原理而形成的。

按照幾何光學全反射原理,射線在纖芯和包層的交介面產生全反射,並形成把光閉鎖在光纖芯內部向前傳播的必要條件,即使經過彎曲的路由光線也不射出光纖之外。

擴充套件資料

光纖的分類:

①石英光纖:

石英光纖(silica fiber)是以二氧化矽(sio2)為主要原料,並按不同的摻雜量,來控制纖芯和包層的折射率分佈的光纖。石英(玻璃)系列光纖,具有低耗、寬頻的特點,已廣泛應用於有線電視和通訊系統。

石英玻璃光導纖維的優點是損耗低,當光波長為1.0~1.7μm(約1.4μm附近),損耗只有1db/km,在1.55μm處最低,只有0.2db/km。

②摻氟光纖:

摻氟光纖(fluorine doped fiber)為石英光纖的典型產品之一。通常,作為1.3μm波域的通訊用光纖中,控制纖芯的摻雜物為二氧化鍺(geo2),包層是用sio2作成的。

但接氟光纖的纖芯,大多使用sio2,而在包層中卻是摻入氟素的。

由於瑞利散射損耗是因折射率的變動而引起的光散射現象。所以,希望形成折射率變動因素的摻雜物,以少為佳。氟素的作用主要是可以降低sio2的折射率。因而,常用於包層的摻雜。

石英光纖與其它原料的光纖相比,還具有從紫外線光到近紅外線光的透光廣譜,除通訊用途之外,還可用於導光和影象傳導等領域。

③紅外光纖:

作為光通訊領域所開發的石英系列光纖的工作波長,儘管用在較短的傳輸距離,也只能用於2μm。為此,能在更長的紅外波長領域工作,所開發的光纖稱為紅外光纖。紅外光纖(infrared optical fiber)主要用於光能傳送。

例如有:溫度計量、熱影象傳輸、鐳射手術刀醫療、熱能加工等等,普及率尚低。

④複合光纖:

複合光纖(compound fiber)是在sio2原料中,再適當混合諸如氧化鈉(na2o)、氧化硼(b2o3)、氧化鉀(k2o)等氧化物製作成多組分玻璃光纖,特點是多組分玻璃比石英玻璃的軟化點低且纖芯與包層的折射率差很大。主要用在醫療業務的光纖內窺鏡。

⑤氟氯化物光纖:

氟化物光纖氯化物光纖(fluoride fiber)是由氟化物玻璃作成的光纖。這種光纖原料又簡稱 zblan(即將氟化鋯(zrf2)、氟化鋇(baf2)、氟化鑭(laf3)、氟化鋁(alf3)、氟化鈉(naf)等氯化物玻璃原料簡化成的縮語。

主要工作在2~10μm波長的光傳輸業務。由於zblan具有超低損耗光纖的可能性,正在進行著用於長距離通訊光纖的可行性開發,例如:其理論上的最低損耗,在3μm波長時可達10-2~10-3db/km,而石英光纖在1.

55μm時卻在0.15-0.16db/km之間。

zblan光纖由於難於降低散射損耗,只能用在2.4~2.7μm的溫敏器和熱影象傳輸,尚未廣泛實用。

最近,為了利用zblan進行長距離傳輸,正在研製1.3μm的摻鐠光纖放大器(pdfa)。

⑥塑包光纖:

塑包光纖(plastic clad fiber)是將高純度的石英玻璃作成纖芯,而將折射率比石英稍低的如矽膠等塑料作為包層的階躍型光纖。它與石英光纖相比較,具有纖芯粗、數值孔徑(na)高的特點。因此,易與發光二極體led光源結合,損耗也較小。

所以,非常適用於區域網(lan)和近距離通訊。

10樓:匿名使用者

朋友,你想多了吧。放大器是有源產品,

那來的無源光放大器啊。

放大器也不是無限放大的,多路放大後訊號還是會失真的。

放大器現在最具有市場的是摻鉺光纖放大器,其次是拉曼光纖放大器。

說一哈摻鉺光纖放大器(edfa)吧:是將鉺(er)離子注入到光纖纖芯中,形成了一種特殊光纖,它在泵浦光的作用下可直接對某一波長或波段光訊號進行放大。(其時現在也只是能對c,l兩個波段的光進行放大。

)但拉曼放大器原理不是很清楚,但知道書上說只要有合適的泵浦光,就可以實現任意波長的光放大。

11樓:匿名使用者

射線理論認為,光在光纖中傳播主要是依據全反射原理。光線垂直光線端面射入,並與光纖軸心線重合時,光線沿軸心線向前傳播。

光的波長必須在一定範圍內才能實現傳輸,光纖中常用的波長有850奈米,1320奈米及1550奈米三個波段。

根據傳輸方式不同光纖分為多模光纖及單模光纖。多模光纖的直徑為50/62.5μm,而單模光纖的直徑為8.5μm。

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