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光纤入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输,只是在某个角度範围内的入射光才可以 。这个角度就称为光纤的数值孔径 。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的 。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同(AT&T CORNING) 。3.光纤的种类:光纤的种类很多,根据用途不同,所需要的功能和性能也有所差异 。但对于有线电视和通信用的光纤,其设计和製造的原则基本相同,诸如:①损耗小;②有一定频宽且色散小;③接线容易;④易于成统;⑤可靠性高;⑥製造比较简单;⑦价廉等 。光纤的分类主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和製造方法上作一归纳的,兹将各种分类举例如下 。(1)工作波长:紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤(0.85μm、1.3μm、1.55μm) 。(2)折射率分布:阶跃(SI)型光纤、近阶跃型光纤、渐变(GI)型光纤、其它(如三角型、W型、凹陷型等) 。(3)传输模式:单模光纤(含偏振保持光纤、非偏振保持光纤)、多模光纤 。(4)原材料:石英光纤、多成分玻璃光纤、塑胶光纤、複合材料光纤(如塑胶包层、液体纤芯等)、红外材料等 。按被覆材料还可分为无机材料(碳等)、金属材料(铜、镍等)和塑胶等 。(5)製造方法:预塑有汽相轴向沉积(VAD)、化学汽相沉积(CVD)等,拉丝法有管律法(Rod intube)和双坩锅法等 。石英光纤石英光纤(Silica Fiber)是以二氧化硅(SiO2)为主要原料,并按不同的掺杂量,来控制纤芯和包层的折射率分布的光纤 。石英(玻璃)系列光纤,具有低耗、宽频的特点,已广泛套用于有线电视和通信系统 。石英玻璃光导纤维的优点是损耗低,当光波长为1.0~1.7μm(约1.4μm附近),损耗只有1dB/km,在1.55μm处最低,只有0.2dB/km 。掺氟光纤掺氟光纤(Fluorine Doped Fiber)为石英光纤的典型产品之一 。通常,作为1.3μm波域的通信用光纤中,控制纤芯的掺杂物为二氧化锗(GeO2),包层是用SiO2作成的 。但接氟光纤的纤芯,大多使用SiO2,而在包层中却是掺入氟素的 。由于,瑞利散射损耗是因折射率的变动而引起的光散射现象 。所以,希望形成折射率变动因素的掺杂物,以少为佳 。氟素的作用主要是可以降低SIO2的折射率 。因而,常用于包层的掺杂 。石英光纤与其它原料的光纤相比,还具有从紫外线光到近红外线光的透光广谱,除通信用途之外,还可用于导光和图像传导等领域 。红外光纤作为光通信领域所开发的石英系列光纤的工作波长,儘管用在较短的传输距离,也只能用于2μm 。为此,能在更长的红外波长领域工作,所开发的光纤称为红外光纤 。红外光纤(Infrared Optical Fiber)主要用于光能传送 。例如有:温度计量、热图像传输、雷射手术刀医疗、热能加工等等,普及率尚低 。複合光纤複合光纤(Compound Fiber)是在SiO2原料中,再适当混合诸如氧化钠(Na2O)、氧化硼(B2O3)、氧化钾(K2O)等氧化物製作成多组分玻璃光纤,特点是多组分玻璃比石英玻璃的软化点低且纤芯与包层的折射率差很大 。主要用在医疗业务的光纤内窥镜 。氟氯化物光纤氟化物光纤氯化物光纤(Fluoride Fiber)是由氟化物玻璃作成的光纤 。这种光纤原料又简称 ZBLAN(即将氟化锆(ZrF2)、氟化钡(BaF2)、氟化镧(LaF3)、氟化铝(AlF3)、氟化钠(NaF)等氯化物玻璃原料简化成的缩语 。主要工作在2~10μm波长的光传输业务 。由于ZBLAN具有超低损耗光纤的可能性,正在进行着用于长距离通信光纤的可行性开发,例如:其理论上的最低损耗,在3μm波长时可达10.2~10.3dB/km,而石英光纤在1.55μm时却在0.15~0.16dB/Km之间 。ZBLAN光纤由于难于降低散射损耗,只能用在2.4~2.7μm的温敏器和热图像传输,尚未广泛实用 。最近,为了利用ZBLAN进行长距离传输,正在研製1.3μm的掺鐠光纤放大器(PDFA) 。塑包光纤塑包光纤(Plastic Clad Fiber)是将高纯度的石英玻璃作成纤芯,而将折射率比石英稍低的如硅胶等塑胶作为包层的阶跃型光纤 。它与石英光纤相比较,具有纤芯粗、数值孔径(NA)高的特点 。因此,易与发光二极体LED光源结合,损耗也较小 。所以,非常适用于区域网路(LAN)和近距离通信 。塑胶光纤这是将纤芯和包层都用塑胶(聚合物)作成的光纤 。早期产品主要用于装饰和导光照明及近距离光键路的光通信中 。原料主要是有机玻璃(PMMA)、聚苯乙稀(PS)和聚碳酸酯(PC) 。损耗受到塑胶固有的C-H结合结构制约,一般每km可达几十dB 。为了降低损耗正在开发套用氟索系列塑胶 。由于塑胶光纤(Plastic Optical fiber)的纤芯直径为1000μm,比单模石英光纤大100倍,接续简单,而且易于弯曲施工容易 。近年来,加上宽频化的进度,作为渐变型(GI)折射率的多模塑胶光纤的发展受到了社会的重视 。最近,在汽车内部LAN中套用较快,未来在家庭LAN中也可能得到套用 。