產(chǎn)品百科
光纖的制作原理
光纖的制作原理基于光的全反射原理，通過(guò)高純度的玻璃或塑料材料制成纖芯和 包層，利用兩者折射率的差異實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸。以下是光纖制作的關(guān)鍵步驟和原理：
一、光纖的基本結(jié)構(gòu)
纖芯：中心部分，折射率較高（通常為摻雜二氧化硅，如鍺），光信號(hào)在此傳輸。
包層：包裹纖芯，折射率較低（純二氧化硅），通過(guò)全反射將光限制在纖芯內(nèi)。 涂覆層：保護(hù)光纖免受物理?yè)p傷（如丙烯酸樹(shù)脂層）。
二、制作流程
（1）預(yù)制棒制備
化學(xué)氣相沉積法
在石英管內(nèi)通入氣體（如SiCl?、GeCl?、O?），高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成SiO?和GeO? 顆粒。
顆粒沉積在管內(nèi)壁形成高折射率纖芯層。
高溫塌縮成實(shí)心預(yù)制棒。
其他方法
1. OVD（外部氣相沉積）：在靶棒外沉積顆粒，后移除靶棒。
2. VAD（軸向氣相沉積）：從端面軸向沉積生長(zhǎng)預(yù)制棒。
（2）拉絲
預(yù)制棒在拉絲塔中加熱至約2000°C熔化，通過(guò)精密控制拉力拉成直徑約125微米的 光纖（纖芯約5-50微米）。-實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)直徑，涂覆保護(hù)層并固化。
（3）測(cè)試與篩選
檢測(cè)光纖的幾何尺寸、折射率分布、傳輸損耗（如散射、吸收損耗）及機(jī)械強(qiáng)度。
三、關(guān)鍵原理
全反射條件：纖芯折射率（n? ）> 包層折射率（n? ），光以大于臨界角（θ_c=arcsin(n ? /n? )）入射時(shí)，發(fā)生全反射。
單模光纖：纖芯極細(xì)（~9μm），僅傳輸單一模式，色散小，適合長(zhǎng)距離通信。
多模光纖：纖芯較粗（50-62.5μm），允許多模式傳輸，但存在模間色散。
四、材料與工藝優(yōu)化
降低損耗：使用超純材料減少雜質(zhì)（如Fe、OH?離子）引起的吸收損耗。
優(yōu)化拉絲工藝減少微彎損耗。 摻雜技術(shù)：摻鍺（提高折射率）、摻氟（降低折射率）等。
五、應(yīng)用與分類(lèi)
通信光纖：低損耗（1550nm波段約0.2dB/km），用于電信網(wǎng)絡(luò)。
特種光纖：如摻鉺光纖（放大器）、光子晶體光纖（微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）。
