第十二章：光纖結(jié)構(gòu)、波導原理和制造

回顧光的特性、基本的光學定律和定義介紹光纖結(jié)構(gòu)、分類、特性和射線光學解釋圓波導模式及其理論簡介*單模光纖的特性、材料以及制造工藝光纖的幾種成纜方式主要內(nèi)容12.1光的基本特性-17世紀意大利格里馬蒂和英國胡克觀測到光的衍射現(xiàn)象-1690年海牙物理學家惠更斯提出光的波動性學說-1801年托馬斯·楊雙縫干涉實驗-1817年菲涅爾解釋并重新演示了光的衍射-1865年麥克斯韋發(fā)表電磁場理論并預言光是一種電磁波-1888年赫茲實驗證實了麥克斯韋的預言光的波動性光兩種典型的傳播方式定義：具有相同相位的點的集合稱為光的等相面或者波前性質(zhì)：光的傳播方向垂直于波前點光源球面波前平面波前光線假設(shè)光在各向同性的均勻介質(zhì)中傳播平面波光波是一個橫波，其傳播方向垂直于電場(E)和磁場(H)的振動方向(1821年，菲涅爾)給定一個空間直角坐標系O-xyz，假設(shè)一列平面波始終沿z方向傳播，那么這列波可測量的電場可以表示為：其中：e為電場振動方向

w為光的角頻率

k=2p/l為傳播常數(shù)，表征相位變化的快慢E(z,t)=eEcos(t-kz)Oyxzee偏振態(tài)根據(jù)光的電場矢量在xy平面上的運動軌跡，可以將光分為：線偏振光橢圓偏振光圓偏振光Oyxzee電場矢量在xy平面上的運動軌跡為一條直線的光稱為線偏振光，它可以表示為兩個相互正交的線偏振光：E(z,t)=Ex(z,t)+Ey(z,t)Ex(z,t)=exE0xcos(t-kz)Ey(z,t)=eyE0ycos(t-kz+)這兩個垂直分量之間的相位差滿足d=2mp,其中m=0,±1,±2,…線偏振光qE0yE0x橢圓偏振光(d

≠2mp,m=0,±1,±2,…)橢圓偏振光圓偏振光特別地，當兩個相互正交的分量E0x=E0y=E0，且二者之間的相位差d=±p/2+2mp時，橢圓偏振光變成圓偏振光：迎著光傳播的方向觀察，根據(jù)d取p/2和-p/2，圓偏振光分為右旋圓偏振光和左旋圓偏振光光的粒子性：光電效應(yīng)(1887年赫茲發(fā)現(xiàn)，1905年愛因斯坦成功解釋)1.光能量的發(fā)射與吸收總是以光量子的離散形式進行的2.光子的能量僅與光子的頻率有關(guān)一個頻率為n的光子能量為

E=hn

其中h=6.6310-34J·s為普朗克常數(shù)光的量子特性在光的照射下，金屬是否發(fā)射電子，僅與光的頻率相關(guān)，而與光的亮度和照射時間無關(guān)。不同的金屬材料要求不同的光照頻率。光速速c=3108m/s波長長：：=c/v當光光在在媒媒介介中中傳傳播播時時，，速速度度cm=c/n常見見物物質(zhì)質(zhì)的的折折射射率率：：空空氣氣1.00027；；水1.33；；玻璃璃(SiO2)1.47；鉆石石2.42；硅3.5折射射率率大大的的媒媒介介稱稱為為光光密密媒媒介介，，反反之之稱稱為為光光疏疏媒媒介介光在在不不同同的的介介質(zhì)質(zhì)中中傳傳輸輸速速度度不不同同12.2基本本的的光光學學定定律律和和定定義義光的的反反射射定定律律[兩種種不不同同媒媒介介的的界界面面]反射射光光線線位位于于入入射射光光線線和和法法線線所所決決定定的的平平面面內(nèi)內(nèi)，，反反射射光光線線和和入射射光光線線處處于于法法線線的的兩兩側(cè)側(cè)，，且且反反射射角角等等于于入入射射角角：：qin=qr折射射光光線線位位于于入入射射光光線線和和法法線線所所決決定定的的平平面面內(nèi)內(nèi)，，折折射射光光線線和和入入射射光光線線位位于于法法線線的的兩兩側(cè)側(cè)，，且且滿滿足足：：n1sin1=n2sin2光的的折折射射定定律律(Snell定律律)空氣氣玻璃璃光從從光光密密媒媒質(zhì)質(zhì)折折射射到到光光疏疏媒媒質(zhì)質(zhì)折射射角角大于于入射射角角n1sinfc=n2sin90°[fc=sin-1(n2/n1),n1>n2]光的的全全反反射射玻璃璃的的折折射射率率為為1.50，空空氣氣的的折折射射率率為為1.00，如如果果一一束束光光從從玻玻璃璃入入射射到到玻玻璃璃-空氣氣界界面面，，那那么么，，當當入入射射角角大大于于42度時時，，入入射射光光將將發(fā)發(fā)生生全全反反射射。。fc光密媒質(zhì)光疏媒質(zhì)q1<p/2-fc全反反射射中中，，光光電電場場的的垂垂直直分分量量的的相相移移(dN)和平平行行分分量量的的相相移移(dp)全反反射射光光的的相相移移空氣氣與與玻玻璃璃界界面面n=n1/n2fcq1<p/2-fcfc48偏振振態(tài)態(tài)按按光光平平面面分分解解垂直直分分量量水平平分分量量fc=42度回顧顧光光的的特特性性、、基基本本的的光光學學定定律律和和定定義義介紹紹光光纖纖結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、、分分類類、、特特性性和和射射線線光光學學解解釋釋圓波波導導模模式式及及其其理理論論簡簡介介*單模模光光纖纖的的特特性性、、材材料料以以及及制制造造工工藝藝光纖纖的的幾幾種種成成纜纜方方式式主要要內(nèi)內(nèi)容容包層纖芯涂覆層12.3光纖纖的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和模模式式纖芯芯1)位置置：：光光纖纖的的中中心心部部位位2)尺寸寸：：直直徑d1=4mm~50mm3)材料：高純度度SiO2，摻有極少量量的摻雜劑(GeO2，P2O5)，作用是提高纖纖芯對光的折折射率(n1)，以傳輸光信信號纖芯包層包層位置：位于纖芯的周圍圍尺寸：直徑d2=125mm材料：其成分分也是含有極極少量摻雜劑劑的高純度SiO2。而摻摻雜雜劑(如B2O3)的作用則是適適當降低包層層對光的折射率(n2)，使之略低于于纖芯的折射射率，即n1＞n2，它使得光信信號能約束在在纖芯中傳輸輸涂覆層1)位置：位于光光纖的最外層層2)尺寸：涂覆后后的光纖外徑徑約為1.5mm3)結(jié)構(gòu)和材料：：包括一次涂覆層層，緩沖層和和二次涂覆層層a)一次涂覆層一一般使用丙烯烯酸酯、有機機硅或硅橡膠膠材料b)緩沖層一般為為性能良好的的填充油膏(防水)c)二次涂覆層一一般多用聚丙丙烯或尼龍等等高聚物4)作用：保護光光纖不受水汽汽侵蝕和機械械擦傷，同時時又增加了光光纖的機械強強度與可彎曲曲性，起著延延長光纖壽命命的作用按傳輸?shù)哪Ｊ绞綌?shù)目分單模光纖多模光纖按折射率的變變化分階躍光纖梯度光纖ITU-T官方定義G.651光纖(漸變變型多模光纖纖)G.652光纖(常規(guī)規(guī)單模光纖)G.653光纖(色散散位移光纖)G.654光纖(衰減減最小光纖)G.655光纖(非零色散位移移光纖)光纖的分類單模光纖和多多模光纖單模光纖(SignalModeFiber)：僅允許一個個模式傳播的的光纖多模光纖(MultipleModeFiber)：同時允許多多個模式進行行傳播在光纖的受光光角內(nèi)，以某某一角度射入入光纖端面，，并能在光纖纖纖芯-包層交界面上上產(chǎn)生全反射射的傳播光線線，就可以稱稱為入射光的一個傳播模式單模光纖和多多模光纖(續(xù))一根光纖是不不是單模傳輸輸，與(1)光纖自身的結(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)和(2)光纖中傳輸?shù)牡墓獠ㄩL有關(guān)關(guān)。當光纖芯徑的的幾何尺寸遠遠大于光波波波長時，光纖纖傳輸?shù)倪^程中會存在在著幾十種乃乃至幾百種傳傳輸模式，即即多模傳輸。。反之，當光纖纖的幾何尺寸寸較小，與光光波長在同一一數(shù)量級時，光纖只允允許一種模式式在其中傳播播，即單模傳傳輸。因此，對于給給定波長，單單模光纖的芯芯徑要比多模模光纖小。例如，對于常常用的通信波波長(1550nm)，單模光纖芯芯徑為8~12mm，而多模光纖纖芯徑>50mm。注意：芯徑尺尺寸不是判斷斷單模和多模模光纖的標準準單模光纖優(yōu)點：不存在在模間色散，，帶寬大，用用于長途傳輸輸缺點：芯徑小小，較多模光光纖而言不容容易進行光耦耦合，需要使使用半導體激光光器激勵多模光纖優(yōu)點：芯徑大大，容易注入入光功率，可可以使用LED作為光源缺點：存在模模間色散，只只能用于短距距離傳輸單模光纖和多多模光纖(續(xù))模間色散：每個模式在光纖中光程不同，導致光脈沖在不同模式下的能量到達目的的時間不同，造成脈沖展寬階躍光纖梯度光纖階躍光纖和梯梯度光纖梯度光纖可以以減小模間色色散：沿著軸軸心傳播的光光經(jīng)歷的路程程短但折射率高，，沿纖芯外層層傳播的光路路程長但折射射率低。ITU-T建議分類G.652光纖(常規(guī)單單模光纖)在1310nm工作時，理論論色散值為零零在1550nm工作時，傳輸輸損耗最低G.653光纖(色散位位移光纖)零色散點從1310nm移至1550nm，同時1550nm處損耗最低G.654光纖(衰減最最小光纖)纖芯純石英制制造，在1550nm處衰減最小(僅0.185dB/km)，用于長距離離海底傳輸G.655光纖(非零色散位移移光纖)引入微量色散散抑制光纖非非線性，適于于長途傳輸光纖中光傳播播的分析方法法射線追蹤法(幾何光學分析析法)可應(yīng)用于分析析多模光纖(芯徑尺寸>>波長)易于直觀理解解電磁場導波模模式分析應(yīng)用于分析單單模光纖(芯徑尺寸波長)n1光纖中光的傳傳播方式有兩兩種：a)子午光線：光線始終在在一個包含光光纖中心軸線線的平面內(nèi)傳傳播a-1)約束光線：約約束在纖芯內(nèi)內(nèi)部傳播的光光線a-2)非約束光線：：將折射到纖纖芯外面b)斜光線：光線的傳播播軌跡不在一一個固定的平平面內(nèi)，并且且不與光纖的軸線線相交光纖中光的傳傳播O0OPrn2n1QQn2P光纖的數(shù)值孔孔徑–階躍光纖約束光線產(chǎn)生生內(nèi)全反射的的最小入射角角應(yīng)滿足：sinfc=n2/n1空氣的最小入入射角應(yīng)滿足足：nsinq0=n1sin(p/2-fc)=(n12–n22)1/2小于最小入射射角投射到光光纖端面的光光線將進入纖纖芯，并在芯芯包界面上被被全反射，向向前傳播。定義：數(shù)值孔徑為NA=nsinq0=(n12–n22)1/2=n1(2D)1/2其中D=(n2–n1)/n1為芯包相對折折射率差NA是一個小于1的無量綱的數(shù)數(shù)，其值通常常在0.14到0.50之間。NA大有利于光耦耦合。但是NA太大的光纖模?；兗哟?，，使得通信帶帶寬較窄。n2n1n2纖芯包層q0nqf光纖的數(shù)值孔孔徑–梯度光纖折射率分布其中n1為軸心上的折折射率，n2為包層折射率率。在離纖芯距離離r處的數(shù)值孔徑徑為：其中NA(0)為軸心上的數(shù)數(shù)值孔徑光纖的數(shù)值孔孔徑–梯度光纖平板波導中的的解釋dn1n2n2假設(shè)：一個平平面波的兩條條光線1和2，以角度q<p/2-fc入射到界面上。根據(jù)據(jù)平面波的性性質(zhì)，光線1和2在傳播過程中中等相面上的所有點相相位必須相同同。實際上在受光光角內(nèi)，只有有一些以特定定離散入射角角入射的光線才能沿光纖纖傳播。我們們用下面的介介質(zhì)平板波導導模型來模擬擬光纖光軸剖面上上的光線傳播播。A光線1光線2光線向上傳播時的相前Cq光線向下傳播播時的相前等相面dn1n2n2光線1從A點到B點傳播距離為為s1，并在上下兩兩個反射面發(fā)發(fā)生兩次相位突變d，此時它的波波前所經(jīng)歷的的相位差應(yīng)等等于光線2從C傳播到D點且未經(jīng)反射射時波前所經(jīng)經(jīng)歷的相位差差加上2kp。即有n1ks1+2d=2mp+n1ks1。由幾何關(guān)系系,容易得得出AB的長度度s1=d/sinq和CD的長度度s2=(cos2q–sin2q)d/sinq。波的相相位變變化包包括因因傳播播而引引起的的相移移，也也包括括界面面上產(chǎn)產(chǎn)生反射射時所所引起起的相相位變變化。。A光線1光線2光線向上傳播時的相前Cq光線向向下傳傳播時時的相相前s1s2DBq光線1在B點反射并向上傳播時的相前光線2在D點未經(jīng)反射時的相前qqE光傳播播的入入射角角條件件將s1和s2的值代代入相相位關(guān)關(guān)系式式并簡簡化可可以得得到：：假如只只考慮慮波的的電場場分量量垂直直于入入射面面的情情況，，那么么因發(fā)發(fā)射帶帶來的相相移為為：代入簡簡化式式中可可以得得到：：只有入入射角角q滿足該該式的的入射射光才才能在在光纖纖中傳傳播。?；仡櫣夤獾奶靥匦?、、基本本的光光學定定律和和定義義介紹光光纖結(jié)結(jié)構(gòu)、、分類類、特特性和和射線線光學學解釋釋圓波導導模式式及其其理論論簡介介*單模光光纖的的特性性、材材料以以及制制造工工藝光纖的的幾種種成纜纜方式式主要內(nèi)內(nèi)容麥克斯斯韋方方程*一般形形式在線性性的、、各向向同性性的電介質(zhì)質(zhì)中，，沒有有電流流和自自由電電荷E電場強強度；；D電位移移矢量量；H磁場強強度；；B磁感應(yīng)應(yīng)強度度J電流密密度；；r自由電電荷密密度其中，，D=eEB=mHStep1：柱坐坐標下下的波波導方方程*注：其其余Ef、Er、Hf和Hr分量均均可由由Ez和Hz求出采用分分離變變量法法求解解Step2.分離變變量法法(階躍光光纖的的波動動方程程)*1)場量隨隨時間間t和坐標標軸z的變化化規(guī)律律是簡簡諧的的2)波導結(jié)結(jié)構(gòu)圓圓對稱稱場分量量f以2p為周期期(因此v=0,1,2,……)代入波波動方方程，，得到到貝塞塞爾方方程：：n1n2n2r=ar0場解為為有限限值r∞場解衰衰減為為0其中u2=[(2pn1)/l]2–b2其中w2=b2-[(2pn2)/l]2Step3.階躍光光纖中中的波波動方方程*纖芯區(qū)區(qū)域的的解為為貝塞塞爾函函數(shù)纖芯外外部的的解為為修正正的貝貝塞爾爾函數(shù)數(shù)12.4圓波導導的模模式麥克斯斯韋方方程的的一個個解即即對應(yīng)應(yīng)一個個模式式，對對應(yīng)著著電磁磁場在在光纖中中的一一種分分布形形式。。按分分布形形式，，模式式可以以分為為以下下幾種種類型：：1.橫電模模(TE)：z方向上上的電電場分分量為為0，或電電場分分量垂垂直于于z2.橫磁模模(TM)：z方向上上的磁磁場分分量為為0，或磁磁場分分量垂垂直于于z3.混合模模(HEorEH)：z方向上上的電電場和和磁場場都不不為0HE(Ez>Hz)相反EH(Ez<Hz)模式概概述下面為為光軸軸剖面面的幾幾個低低階橫橫電模模式的的場分分布。。它們們表現(xiàn)現(xiàn)出以下下特點點：(1)它們的的強度度在纖纖芯區(qū)區(qū)域簡簡諧變變化，，在包包層按按指數(shù)數(shù)衰減減。(2)模式的階數(shù)數(shù)等于波導導橫向場量量零點的個個數(shù)。光的入射角角越小，激激發(fā)的模式式階數(shù)越低低。(3)模場并不完完全局限在在纖芯，而而是部分進進入包層。。強度簡諧變變化指數(shù)衰減指數(shù)衰減纖芯n1包層n2包層n2輻射模和泄泄漏模分析表明，，只有那些些滿足特定定條件的入入射光才能能激勵起導導波模。此外外還有其它它模式：輻射模：光光的入射角角過大，導導致光在波波導表面產(chǎn)產(chǎn)生折射進進入包層形成包層層模。包層層模會與導導波模分布布在包層的的能量耦合，導致致導波模的的功率損耗耗，因此需需要抑制。。泄漏模：一一些高階模模的能量在在沿光纖傳傳播的過程程中連續(xù)輻輻射出纖芯，很快快衰減并消消失。如何判斷某某個模式是是否是導波波模呢？歸一化頻率率(重要參數(shù))某個模式成成為導波模模的條件是是，它的傳傳播常數(shù)b滿足下列條條件：n2k<b<n1k。導波模和和泄漏模的的分界點(截止條件)為：b=n2k。與截止條條件相對應(yīng)應(yīng)的重要參參數(shù)是歸一一化頻率V：它決定了光光纖可支持持的模式總總數(shù)。下圖圖給出了b/k和V的關(guān)系。如圖所示，，當V≤2.405時，光纖只支持持一個模式式，即所謂的單模模傳輸。讓讓V變小的一個途途徑就是減減小光纖半徑a的值。故單單模光纖半徑比多多模光纖小小。最低階模V才是判斷單單模和多模模光纖的標標準多模光纖的的模式總數(shù)數(shù)當V>2.405時，光纖可可以支持多多個傳輸模模式，即多多模光纖。。這里用M表示多模光光纖的模式式總數(shù)，當M比較大的時時候，M與V之間存在近近似關(guān)系：：功率分布如前所示，，導波模的的部分能量量會進入包包層：(1)當光纖的V值接近某個個模式的截截止值時，，這個模式式將有較多的功率進進入包層。。在截止點上上，模式功功率幾乎全全部進入包層并輻射射出去；(2)如果光纖中中有大量的模式存在在，包層中總的平均均光功率所占的比例例可以近似等于：2.405最低階模：：包層20%；纖芯80%回顧光的特特性、基本本的光學定定律和定義義介紹光纖結(jié)結(jié)構(gòu)、分類類、特性和和射線光學學解釋圓波導模式式及其理論論簡介*單模光纖的的特性以及及光纖的材材料和制造造工藝光纖的幾種種成纜方式式主要內(nèi)容單模光纖中中只有最低低階模式HE11存在，它的的光纖橫向向光斑圖類類似于左上角的的截面圖：：12.5單模光纖圓柱空心波波導中的模模式結(jié)論：低階階模能量集集中在波導中心，而而模式階數(shù)數(shù)越高橫截面直徑越越大且能量量分布越分散模場直徑(MFD)：光功率率為e-2E0時的光場場半徑寬寬度(E0為軸心的的光功率)，即光纖纖截面的的光斑尺尺寸。模場直徑徑習題2.24電場分布布一般為為高斯分分布：HE11偏振態(tài)相相互正交交的兩個個簡并模模雙折射任何單模模光纖中中都存在在兩個相相互獨立立且偏振振面相互互正交的的簡并模模式。由由于光纖纖結(jié)構(gòu)的的不完善善，使得得兩個相相互簡并并的模式式在光纖纖中以不不同的相相速度傳傳播，光光纖對它它們具有有不同的的有效折折射率，，即雙折射效效應(yīng)：b=k(ny-nx)或者Bf=ny-nx(低雙折射射光纖)10-8<Bf<10-3(高雙折射射光纖)光纖拍長長兩個簡并并模在傳傳播時會會產(chǎn)生相相位差。。當二者者相位差為為2p整數(shù)倍時，則光光的偏振態(tài)與與入射點點相同，此時稱稱該點處處出現(xiàn)“拍”，兩個拍拍之間的的間隔稱稱為拍長長：LB=2p/b。2pp/2單模光纖纖中的特特有現(xiàn)象象：光偏偏振態(tài)呈呈周期變變化實際中，，由于受受到應(yīng)力力影響，，雙折射射系數(shù)沿沿軸并非非常量，，因此線線偏振光光很快變變成任意意偏振光光。d=0d<p/2d=p/2d>p/2d=2pLB12.6光纖材料料選材的準準則：1.能拉長、、拉細、、具有一一定的柔柔韌性、、可卷繞繞2.在特定波波長損耗耗低3.能使纖芯芯的折射射率略高高于包層層，滿足足波導條條件按材料分分類：1.無源玻璃璃纖維；；2.有源玻璃璃纖維；；3.塑料纖維維無源玻璃璃纖維玻璃纖維維的主材材：SiO2-物理和化化學穩(wěn)定定性好-對通信光光波段的的透明性性好折射率差差的引入入：通過過在SiO2中摻入不不同雜質(zhì)質(zhì)增加非線線性效應(yīng)應(yīng)：通過過摻入硫硫?qū)僭厮谿eO2-SiO2纖芯，SiO2包層P2O5-SiO2纖芯，SiO2包層SiO2纖芯，B2O3-SiO2包層在0.2~8mm具有極低損耗有源玻璃璃纖維和和塑料光光纖有源光纖纖：在SiO2中摻入稀稀土元素素(如：鉺)-光纖放大大器(如：摻鉺鉺光纖放放大器)塑料光纖纖-更好的韌韌性、更更耐用，，可用于于環(huán)境惡惡劣的場場合-損耗比玻玻璃纖維維高，一一般用于于短距離離傳輸-使用范圍圍還十分分有限12.7光纖制造造兩種基本本方法1.直接熔化化法：按傳統(tǒng)制制造玻璃璃的工藝藝將處在在熔融狀狀態(tài)的石石英玻璃璃的純凈凈組分直接接制造成成光纖2.汽相氧化化過程：：-高純度金金屬鹵化化物(如SiCl4和GeCl4)與氧反應(yīng)應(yīng)生成SiO2微粒-(通過四種種不同的的方法)將微粒收收集在玻玻璃容器器的表面面-燒結(jié)(在尚未熔熔化的狀狀態(tài)將SiO2轉(zhuǎn)化成玻玻璃體)制成預制制棒-拉絲成纖纖直接熔化化法：雙雙坩堝法法纖芯坯料棒內(nèi)坩堝包層坯料棒纖芯玻璃外坩堝熔爐拉制光纖(到拉絲機)包層玻璃直接熔化化法：可用于制制造石英英光纖、鹵鹵化物光光纖和硫?qū)賹俟饫w具有產(chǎn)量量大、可可連續(xù)制造造的優(yōu)點點但坯料棒棒熔化過過程中容易易帶來雜雜質(zhì)，它的的最低損損耗值為5dB/km汽相氧化化法：外外部汽相相氧化法法(OVPO)O2+SiCl4+GeCl4蒸汽餌棒粉層狀預制棒噴嘴玻璃微粒粉層沉積粉狀預制棒剖面芯包層粉狀預制棒加熱爐1400度玻璃預制棒預制棒燒結(jié)拉制光纖加熱爐玻璃預制棒1970年康寧寧第一一根損耗耗小于20dB/km的光纖汽相軸向向沉積法法(VAD)推進機馬達馬達輸送桿透明預制棒容器環(huán)狀加熱器疏松的預制棒真空泵紅外熱成像儀玻璃微粒反應(yīng)室噴燈口優(yōu)點：1.預制棒不不再具有有空洞2.預制棒可可以任意意長3.沉積室和和熔融室室緊密相連，可可以保證證制作環(huán)境清潔潔4.沒有使用用氫氧焰焰，單模光纖所所含的OH-較低，因此此損耗較較低在0.2~0.4dB/km1977年日本開發(fā)發(fā)改進的化化學汽相相沉積法法(MCVD)貝爾實驗驗室設(shè)計計，可用用于制造造低損耗耗梯度折折射率光光纖玻璃粉層層沉積初步燒結(jié)結(jié)加強熱成成實心棒棒燒結(jié)后，，纖芯由由汽相沉沉積材料料構(gòu)成，，包層由由原始的的石英管管構(gòu)成反應(yīng)物質(zhì)金屬鹵化物蒸汽+氧氣粉塵狀生成物排氣口SiO2餌管燒結(jié)后的玻璃粉層沉積物來回移動的噴燈H-O等離子體體活性化化學汽相相沉積法法(PCVD)熔融石英英管SiCl4+O2+參雜物質(zhì)質(zhì)反應(yīng)物質(zhì)質(zhì)排氣口低壓工作作的等離離子體玻璃層快速來回回移動的的微波諧諧振腔(2.45GHz，8米/分鐘)1000~1200度飛利浦提提出1978年應(yīng)用于于量產(chǎn)直接玻璃璃沉積不需高溫溫燒結(jié)反應(yīng)管不不易變形形可快速移移動，沉沉積厚度度減少，，有利于于控制制折射射率分分布沉積效效率高高、沉沉積速度快快有利利于消消除包層沉沉積過過程中中的微觀不不均勻勻光纖預預制棒棒置備備好之之后進進行光光纖拉拉絲光纖拉拉絲機機d=10~25mm;L=60~120cm精密輸送機構(gòu)夾具預制棒拉絲爐光纖粗細監(jiān)測儀裸光纖涂覆機已涂覆光纖光纖卷繞12.8光纖的的機械械和溫溫度特特性1)光纖的的抗拉拉強度度很高高，接接近金金屬的的抗拉拉強度度2)光纖的的延展展性(1%)比金屬屬差(20%)3)當光纖纖內(nèi)存存在裂裂紋、、氣泡泡或雜雜物，，在一一定張張力下下容易易斷裂裂4)光纖遇遇水容容易斷斷裂且且損耗耗增大大5)在低溫溫下?lián)p損耗隨隨溫度度降低低而增增加需要增增強機機械性