TopТехнический словарьТипы оптических волокон

Благодаря форме ядра, волокна можно разделить на плоские – среди которых можно выделить полосы и двулучепреломляющие (форма) и цилиндрические.
Принимая во внимание материал, из которого они сделаны, они подразделяются на: стеклянные, с пластика и жидки.
В связи с распределением показателей преломления света n выделяется световолокно радиентное или прыжки.
В свою очередь, в зависимости от качества управляемых режимов, можно выделить следующее: одномодовые и содействующие многим модам.

 

Простейшее волокно плоский состоит из трех слоев, из которых средняя имеет более высокие показатели преломления, чем наружные слои. Распространенные лучи в слое ограничены в одном направлении или в двух -в случае волокнистых полос. Оптические плоские волокна используются, между др. в полупроводниковых лазерах или в системах интегральных схем фотоники.

 

Рис.1. Примеры плоских оптических волокон

 

A — волокнистый слой

B — база

C — покрытие

Оптические волокна цилиндрические круговой симметрии состояи из ядра, окруженного оболочкой более низкого показателя преломнения. Весь имеет покрытие из лака и пластика, что обеспечивает и более высокую механическую плотность и устойчивость к внешним условиям.

 

Рис. 2. Пример цилиндрического оптического волокна

 

A — ядро

B — покрытие

C — лаковая оболочка

D — лаковое покрытие

E — укрепляющая оболочка

F — наружное покрытие

Цилиндрическое оптическое волокно используется везде, где требуется быстрая, без потерь, передача больших объемов данных, главным образом в области телекоммуникации, но и в научно-исследовательском оборудовании и в промышленности.

 

Табл.1. Сопоставление типов оптических волокон в зависимости от конструкции сердечника по отношению к оболочке (NA -числовая апертура, 2а -0 диаметр сердечника)

 
Тип волокна Профиль 2a [μm] n1(r) 0<r<a Примечания
1 без оболочки 100 — 1000 1,45≤const n1≤1,65 используется для экспертизы стекла; размер 2a доходит иногда до 1 см
2 двухслойный
тип W
110 — 250 const
3 жидкостный
(liquid core)
50 — 80 const кварцовая оболочка
n2=1,4585
n1=1,483
4 активизированный выпуклый
(градиентной)
50 — 500 n1(r)

0,27≤[NA]≤0,34


5 активизированный вогнутый
(градиентной вогнутый)
80 — 100 n1(r) a<rm<b
6 одномодовый твердый сердечник 3 — 10 const 0,2≤[NA]≤0,3
7 одномодовый плотный сердечник 30 — 500 const 0,2≤[NA]≤0,3
8 многомодовый 50 — 1000 const 0,02≤[NA]≤0,08

В табл.1 представлена схема систематизации оптических волокон на основе взаимосвязи между ведущим центром (сердечник) и покрывающим (оболочки). Эта систематизация была предложена в 1978 году профессором Б. Пашковским в публикации Оптические волокна.

 

В телекоммуникационных и мультимедиальных приложениях используются обычно только три типы оптических волокон, отличающизся диаметром ядра: 9μm – одномодные и 50μm и 65μm – многомодовые. Наиболее часто используемый диаметр оболочки одинаковый и составляет 125μm.