¿Cómo se clasifican las fibras ópticas? ¿Cuáles son las características de cada uno?

En primer lugar, hablemos de ello. Hay dos categorías principales de fibras ópticas utilizadas para la comunicación. \x0d\ Fibras ópticas ordinarias y fibras ópticas especiales (las fibras ópticas especiales tienen diferentes aplicaciones, diferentes clasificaciones, muchas). tipos y diferentes funciones, por lo que no entraré en detalles aquí), si quieres saber cuál, puedes preguntar nuevamente.)\x0d\\x0d\Tipos y procesos de fabricación de fibras ópticas\x0d\ Las fibras ópticas son dividido en fibras ópticas multimodo y fibras ópticas monomodo. La fibra óptica multimodo se divide en fibra óptica multimodo escalonada y fibra óptica multimodo de gradiente. Fibra multimodo escalonada: el índice de refracción n1 del vidrio central debe ser mayor que el índice de refracción n2 del vidrio de revestimiento. El índice de refracción aumenta gradualmente en la interfaz entre el vidrio y el vidrio de revestimiento, y cada uno permanece constante. estructura El más simple y fácil de hacer, pero tiene una gran dispersión de modos y un ancho de banda estrecho, por lo que rara vez se usa. Fibra multimodo de gradiente: cuando la distribución del índice de refracción del núcleo de vidrio disminuye gradualmente desde el máximo n1 del eje del núcleo de la fibra hasta n2 en la interfaz del vidrio del revestimiento para formar una parábola precisa (g = 2), la dispersión modal de esta fibra se reduce. y el ancho de banda aumenta. Las fibras ópticas monomodo incluyen G652, G653, G654, G655, G656 y otros tipos. El diámetro del núcleo de la fibra óptica monomodo es de 8 a 9 um y el diámetro exterior es de 125 um. Fibra G652: las más utilizadas son el tipo de revestimiento de combinación de escalones simples y el tipo de revestimiento interior cóncavo de escalones simples. El rendimiento de la fibra de revestimiento simple emparejada es ligeramente peor. Generalmente, el Ge está dopado para aumentar el índice de refracción del núcleo. Demasiado dopado aumentará la atenuación de la fibra debido a la pérdida de dispersión del material, por lo que la diferencia relativa del índice de refracción △ es baja (aproximadamente). 0,3%), la resistencia a la flexión de la fibra óptica es ligeramente peor. La fibra de revestimiento interior cóncavo tiene un mejor rendimiento. Generalmente, su revestimiento interior utiliza F para producir un índice de refracción cóncavo △-. De esta manera, siempre que se dope una pequeña cantidad de Ge en el núcleo, se puede obtener un índice de refracción relativo total mayor. obtenido, △=△ ++△-. Un △ alto puede mejorar en gran medida la resistencia a la flexión y la pérdida de fibra óptica. Al mismo tiempo, esta estructura tiene cuatro grados de libertad de diseño. La longitud de onda de corte, la longitud de onda de dispersión cero, el diámetro del campo modal, etc. se pueden optimizar seleccionando adecuadamente Δ+, Δ- y 2b. Fibra óptica G653 --- adopta un núcleo segmentado y un tipo de núcleo de doble paso. Esta fibra óptica ha logrado con éxito una baja atenuación y una dispersión cero en la longitud de onda de 1550 nm, y tiene las características de buena resistencia a la flexión y baja pérdida de conexión. . En particular, la estructura de múltiples núcleos tiene muchos grados de libertad de diseño. Al ajustar la diferencia del índice de refracción y el tamaño geométrico de cada parte, es fácil controlar la dispersión de la guía de ondas y lograr un movimiento de longitud de onda de dispersión cero. Pero no es adecuado para el sistema de división de longitud de onda. Fibra G654: la estructura del perfil de índice de refracción de esta fibra es la misma que la de la fibra monomodo estándar. Todavía utiliza un tipo de revestimiento escalonado simple y un revestimiento interior cóncavo escalonado simple. núcleo de sílice. Para reducir la atenuación de la fibra óptica, la diferencia de índice de refracción deseada se obtiene reduciendo el índice de refracción dopando F en el revestimiento. La mayor ventaja de esta fibra es que su atenuación más baja a una longitud de onda de 1550 nm es de 0,15 dB/km. Fibra G655: la estructura del perfil de índice de refracción de esta fibra es de núcleo triangular y estructura de núcleo de doble anillo. El primer anillo de la fibra óptica tiene la función de mover la longitud de onda de dispersión cero. El anillo exterior de ambas estructuras de perfil juega un papel clave para lograr una gran área efectiva y pérdida por microcurvatura, alejando la luz del pico central para una mayor distribución del campo y una guía potente en direcciones de radios grandes. De este modo, se aumenta el área efectiva al reducir las puntas y se mejora el rendimiento de la microflexión al evitar que la luz se filtre al revestimiento. La diferencia entre las dos estructuras es que el núcleo triangular tiene una atenuación ligeramente menor y el núcleo de doble anillo tiene un área efectiva ligeramente mayor. La fibra óptica G.656 es una fibra óptica monomodo con dispersión distinta de cero y mayor ancho de banda desarrollada recientemente en los últimos años para sistemas DWDM y CWDM. En comparación con la fibra óptica G.655, tiene una longitud de onda operativa más amplia (1460-1625 nm) y un valor de dispersión más optimizado. Métodos de preparación de fibras ópticas La preparación de fibras ópticas se divide en dos categorías: precipitación con vapor y precipitación sin vapor.

Las tecnologías de deposición de vapor incluyen: 1. Deposición química de vapor externa (OVD), 2. Deposición química de vapor axial (VAD) 3. Deposición química de vapor mejorada (MCVD) 4. Deposición química de vapor por plasma (PCVD) 5. Deposición química de vapor modificada con plasma ( PMCVD) 6. Las tecnologías de deposición sin vapor de deposición química de vapor de plasma axial y transversal (ALPD) incluyen: 1. Método de gel interfacial (BSG) 2. Método de fusión (DM) 3. Método de separación de vidrio en fases (PSG) 4. Gel fundido método (SOL-GEL) 5. Método de moldeo por extrusión mecánica (MSP) Proceso de tecnología en fase de vapor: 1. Preparación y purificación de la materia prima 2. Producción de preformas 3. Proceso de deposición en fase de vapor 1. Las materias primas se preparan y se purifican previamente. se puede preparar utilizando SiCl4 crudo producido por cloración de silicio industrial a altas temperaturas. La reacción química es: Si + 2Cl2 = SiCl4. Esta reacción es exotérmica y la temperatura en el horno aumenta a medida que se intensifica la reacción. el caudal de cloro debe controlarse para evitar que la temperatura de reacción sea demasiado alta, generando así Si2Cl6 y Si3Cl8. El vapor de SiCl4 generado por la reacción fluye hacia el tubo del condensador, que es la materia prima líquida de SiCl4. La pureza utilizada para preparar fibras ópticas debe alcanzar el 99,9999%, es decir, el contenido de impurezas es inferior a 10-6. Generalmente, los materiales de haluro no pueden alcanzar una pureza tan alta, por lo que es necesario purificarlos más. Generalmente, el SiCl4 contiene cuatro tipos de impurezas: óxidos metálicos, óxidos no metálicos, compuestos que contienen hidrógeno y complejos. Entre ellos, los puntos de ebullición de los óxidos metálicos y algunos óxidos no metálicos son muy diferentes del punto de ebullición del SiCl4 (57,6 grados). Se pueden eliminar mediante destilación, es decir, las impurezas se pueden eliminar utilizando los diferentes puntos de ebullición. de las materias primas y de las impurezas. Para otras impurezas cuyos puntos de ebullición sean similares al SiCl4, se pueden utilizar adsorbentes apropiados para lograr fines de purificación. Por ejemplo, para OH y otros hidruros en SiCl4, las diferentes propiedades de enlace químico de la sustancia purificada y la impureza se pueden utilizar para seleccionar adsorbentes apropiados para lograr los propósitos de purificación. El método de purificación mixto de destilación-adsorción-destilación puede hacer que el SiCl4 sea muy puro, con un contenido de impurezas metálicas de alrededor de 5 PPb y un contenido de SiHCl3 que contiene hidruros inferior a 0,2 ppm. 2. Producción de preformas, utilizando el método de deposición de vapor para preparar vidrio de cuarzo con alta transparencia y propiedades ópticas óptimas. El índice de refracción de la preforma se obtiene mediante la formación de dopantes a partir de vidrios sin sílice. Estos dopantes incluyen: GeO2, B2O3, P2O5, Ti2O2, Al2O3 y F. La deposición generalmente se realiza sobre la superficie de un objetivo base o en un tubo de vidrio de cuarzo hueco, y la deposición se apila capa por capa. Por lo tanto, la concentración de dopante puede variarse gradualmente para dar un perfil refractivo en gradiente o permanecer constante dando un perfil refractivo de primer orden. 3. Proceso de deposición de vapor, existen seis métodos de deposición. La VOD (deposición de vapor exterior) fue inventada por Kapron y otros de Corning en los Estados Unidos en 1970. Su mecanismo es la hidrólisis por llama, es decir, la composición de vidrio requerida se hidroliza mediante una llama de hidrógeno y oxígeno o una llama de metano para producir "polvo". " de gas haluro. Obtenido por deposición gradual: SiCl4+2H20= SiO2+4HCl El proceso de deposición consiste en colocar primero una varilla objetivo horizontalmente en un torno de vidrio a lo largo de su eje longitudinal y girarla, y utilizar una llama de hidrógeno-oxígeno o una llama de metano. soplete de llama para calentar localmente la superficie exterior de la varilla objetivo. Luego se utiliza oxígeno de alta pureza como portador para enviar el gas de haluro de vidrio formado a la boquilla del soplete y se produce polvo de óxido de vidrio bajo una reacción de hidrólisis a alta temperatura, que se deposita en la superficie exterior de la varilla objetivo que gira horizontalmente. La varilla objetivo se mueve hacia adelante y hacia atrás en dirección longitudinal, formando vidrio poroso capa por capa. Se pueden fabricar preformas de fibra óptica con diferentes distribuciones de índice de refracción cambiando el tipo de dopaje y la cantidad de dopaje de cada capa. En el proceso de sinterización, la preforma porosa cilíndrica con cierta resistencia y poros producidos por el proceso de deposición se envía a un horno de sinterización a una temperatura alta de 1400-1600 grados para ser sinterizada en una preforma de vidrio sólido transparente sin burbujas. Durante el proceso de sinterización, se debe usar cloro gaseoso como desecante para rociar continuamente la preforma porosa para eliminar toda la humedad, asegurando así que la atenuación de la fibra óptica sea pequeña.

La clasificación, el nombre y la correspondencia de denominación IEC e ITU-T de la fibra óptica monomodo son los siguientes: Nombre ITU-T IEC Fibra óptica monomodo desplazada sin dispersión G.652: A, B B1.1 Óptica de pico de agua bajo fibra G.652: C, D B1.3 Fibra monomodo con dispersión desplazada G.653 B2 Fibra monomodo con longitud de onda de corte desplazada G.654 B1.2 Fibra monomodo con dispersión desplazada distinta de cero G. 655: A, B B4