單模光纜,是一種光纖傳輸設(shè)備。
主要是由纖芯、包層和涂敷層構(gòu)成;纖芯是由高度透明的材料制成的;包層的折射率略小于纖芯,從而造成一種光波導(dǎo)效應(yīng),使大部分的電磁場被束縛在纖芯中傳輸;涂敷層的作用是保護(hù)光纖不受水汽的侵蝕和機(jī)械的擦傷,同時(shí)又增加光纖的柔韌性。在涂敷層外,往往加有塑料外套。
按光纖的原材料的下同,光纖可分為以下幾種類型:
(1)石英系光纖
(2)多組份玻璃纖維
(3)塑料包層光纖
(4)全塑光纖
根據(jù)光纖橫截面上折射率分布的情況來分類,光纖可分為階躍折射率型和漸變折射率型(也稱為梯度折射率型)。對于階躍折射率光纖,在纖芯中折射率分布是均勻的,在纖芯和包層的界面上折射率發(fā)生突變;而對于漸變折射率光纖,折射率在纖芯中連續(xù)變化。
n1>n2(n1 纖芯的折射率 n2 包層的折射率)是光纖引導(dǎo)光波在纖芯中傳輸?shù)谋匾獥l件,對于階躍折射率光纖而言,它可以使光波在纖芯和包層交界面上形成全反射,引導(dǎo)光波沿纖芯向前傳播 ;對于漸變折射率光纖而言,它可以使光波在纖芯中產(chǎn)生連續(xù)折射形成穿過光纖軸線的類似于正弦波的光射線,引導(dǎo)光波沿纖芯向前傳播。
根據(jù)光纖中的傳輸模式數(shù)量分類,光纖又可分為多模光纖和單模光纖。在一定的工作波長下。多模光纖是能傳輸許多模式的介質(zhì)波導(dǎo),而單模光纖只傳輸基模。
多模光纖可以采用階躍折射率分布,也可以采用漸變折射率分布;單模光纖多采用階躍折射率分布。因此,石英光纖大體上也可以采用多模階躍折射率光纖、多模漸變折射率光纖和單模階躍折射率光纖三種。
光這種電磁波在光纖中的傳播屬于介質(zhì)圓波導(dǎo),光線在介質(zhì)的界面發(fā)生全反射時(shí),電磁波被限制在介質(zhì)中,稱為導(dǎo)波或?qū)!=o定的導(dǎo)波和工作波長,存在多種滿足全反射條件的入射情況,稱為導(dǎo)波的不同模式。
以傳輸模式分為多模光纖和單模光纖。多模光纖可以傳輸若干個(gè)模式,而單模光纖對給定的工作波長只能傳輸一個(gè)模式。
當(dāng)光纖的歸一化頻率V小于其歸一化截止頻率Vc時(shí),才能實(shí)現(xiàn)單模傳輸,即在光纖中僅有基模在傳輸,其余的高次模全部截止。
就是說,除了光纖的參量如纖芯半徑,數(shù)值孔徑必須滿足一定條件外,要實(shí)現(xiàn)單模傳輸還必須使光波波長大于某個(gè)數(shù)值,即λ≥λc,這個(gè)數(shù)值就叫做單模光纖的截止波長。
截止波長λc的含義是,能使光纖實(shí)現(xiàn)單模傳輸?shù)淖钚」ぷ鞴獠úㄩL。也就是說,盡管其它條件皆滿足,但如果光波波長不大于單模光纖的截止波長,仍不可能實(shí)現(xiàn)單模傳輸。