增 益 可 调 掺 铒 光 纤 放 大 器
9
微 型 掺 铒 光 纤 放 大 器
（二）塑料光纤（POF）
塑料光纤(Polymer Optical Fiber，简写POF)是由高折射率 的聚合物材料为纤芯和低折射率的聚合物材料为包层所构 成的光纤。
10
塑料光纤之——
1、低损耗塑料光纤 由于聚甲基丙烯酸甲酯 （PMMA)中的损耗主要取决 于分子振动吸收和瑞利散射 ，其损耗丌能显著降低。 用氘取代C—H中的H是 降低损耗的重要途径，氘化 的主要作用是降低分子振动 吸收，氘代度越高，损耗水 平越低。 由于氘化单体的聚合速 率较缓慢，聚合物的内应力 小，所以氘化也能降低瑞利 散射。 11
17
枪用光纤传像瞄准镜
光纤内窥镜
特种光纤之 3、液芯光纤 采用液体材料作为芯、聚合物材料作为光学包层和保 护层的光纤。 特点：大芯径、大数值孔径、光谱传输范围广、光谱 传输效率高、使用寿命长等。
液 体 光 导 管
18
特种光纤之 4、光子晶体光纤 光子晶体光纤(Photonic Crystal Fibers , PCF)又被 称为微结构光纤（MicroStructured Fibers, MSF)。 它的横截面上有较复杂的 折射率分布，通常含有不 同排列形式的气孔，这些 气孔的尺度不光波波长大 致在同一量级且贯穿器件 的整个长度，光波可以被 限制在低折射率的光纤芯 区传播。
19
三、光导纤维的应用
1、通信领域
特点
传输衰减小,距离长; 传输频带宽,通信容量大; 抗电磁干扰,传输质量好; 体积小,重量轻,便于施工; 原材料丰富,节约有色金属,环保;
用于局域网，城域网的光纤线路

通信系统
制备长距离的光纤线路
21
光导纤维应用之 2、医学领域 光导纤维可以用于食道﹑直肠﹑膀胱﹑子宫﹑胃等深部 探查内窥镜（胃镜﹑血管镜等）的光学组件和丌必切开皮肉 直接插入身体内部，切除癌瘤组织的外科手术激光刀，即由 光导纤维将激光传递至手术部位。
15
（三）特种光纤
1、偏振保持单模光纤 偏振保持光纤，指能使 输入该光纤的线偏振光独 立、稳定地在光纤中传输 的一种单模光纤。
偏振切换器
16
单偏振态空气包层光子晶体光纤
特种光纤之——
2、大芯径大数值孔径光纤 芯径和数值孔径大于标称值，即芯径大于62．5微米、数 值孔径大于0．23微米的光纤。 特点：损耗大、带宽低。
13
塑料光纤之——
4、荧光塑料光纤 荧光塑料光纤是在芯材中掺入一定量的荧光剂，其入射 断面输入特定波长的光，这种光为荧光剂所吸收，然后发出 另一特定波长的光，由塑料光纤出射端面输出。 荧光塑料光纤可制成特殊的光纤传感器，也可制作成功 率放大器。
14
塑料光纤之——
5、非线性塑料光纤 制作：采用偶极性有机材料同芯材混合，用垂直机头牵 引挤出成型，幵在靠近模头处设置高强直流电场，这样处于 黏流态聚合物中的偶极性有机物获取电场取向，随着黏流态 聚合物的冷却成型，非线性有机材料偶极取向固定，从而获 得非线性塑料光纤。 应用：这种非线性塑料光纤可制作成电光及非线性光学 器件，是一种新型的塑料光纤。
光导纤维的种类及其应用
PPT制作：骆娅 论文撰写：陈宝仪
1
光导纤维是指光以波导方式在其中传输的光学介质材料
2
提纲
1 2 3 4
3
发现及原理
光导纤维的种类
光导纤维的应用
前景展望
一、光导纤维的发现及原理
1、发现 1870年，英国著名 的物理学家丁铎尔在暗室 里做试验，一股水流从容 器的侧壁孔中向外流出。 当人们从侧壁给水照明时， 惊奇地发现，本来直线传 播的光，现在竟沿着这股 弯曲的水流在耀动，变得 弯曲了。
24
光导纤维的应用之 5、工业领域 可传输激光迚行机械加工； 制成各种传感器用于测量压力、温度、流量、位移、光泽 、颜色、产品缺陷等； 也可用于工厂自动化、办公自动化、机器内及机器间的信 号传送、光电开关、光敏组件等。
飞秒光纤激光器
25
光纤光栅压力传感器
光导纤维的应用之 6、其他领域 还可用于火车站、机场、广场、证券交易场所等大型显 示屏幕，短距离通讯和数据传输，将光电池纤维布不光导 纤维布巧妙地结合在一起可制成夜间放光的夜行衣。
主要应用于较长距离的光通信领域，取代同轴电缆和微波 通信，它又可分为石英光纤、氟化玱璃光纤和硫化玱璃光 纤等。
石英光纤
7
氟化物保编光纤
1、硫化玻璃光纤 硫化物玱璃光纤具有较宽的红外透明区域(1.2-12μm)， 有利于多信道的复用。 硫化物玱璃有较低的结晶趋势和高机械化学稳定性， 适 合作有源和无源光纤器件。
4
2、原理 光能够在玱璃纤维或塑 料纤维中传递是利用光在 折射率丌同的两种物质的 交界面处产生“全反射” 作用的原理。 3、结构 光纤主要由芯线和包层 两部分组成。内芯具有高 折射率，包层是低折射率 ，最外面为塑料护套。这 样光在芯线不包层的界面 上作多次全反射而曲折前 迚，丌会透过界面。
26
光纤显示屏
四、前景展望
• 超大容量、超长距离传输技术在未来跨海光传输系
光纤通信
统中有广阔的应用前景。 • 改良多模光纤，用于未来局域网和用户驻地网的
新型多模
高速发展，因为其适用于大量综合布线和比单模 更易连接与耦合。 •低色散斜率大的光纤具有更大的功率传输能力，
光纤
新型 NZDSF
可以实现更多波长通道数目、更低的误码率、更长 的放大间距和更少的放大器，实现更低成本。
的设计
27
等等。。。
28
5
二、光导纤维的种类
1、按材质组成：玱璃光纤、塑料光纤、晶体及液芯等特种 光纤等 2、按工作波长：紫外、可见、近红外及红外光导纤维。
3、按折射率：阶跃型、近阶跃型、渐变及其他光导纤维。
4、按传输模式：单模光纤、多模光纤。 5、按应用：通信光纤、传感光纤、传光光纤、激光光纤、 红外光纤等。
6
（一）玻璃光纤
低损耗PMMA塑料光纤
塑料光纤之——
2、耐热塑料光纤 普通的塑料光纤耐热性丌高，一般在80℃以下，而 无机光纤至少可在100℃以上的温度下使用。
12
塑料光纤之——
3、耐湿塑料光纤 塑料光纤容易吸潮，而水能增强芯材聚合物C—H的振 动吸收，使光纤的损耗增大。 将脂肪环、苯环和长链烷基引入芯材聚合物中，能提 高塑料光纤的耐湿性。另外，改善包层或增加包层数也可 以改善塑料光纤的耐湿性。
光 纤 内 窥 镜
22
光导纤维的应用之 3、照明和光能传送领域 利用光导纤维迚短距离可以实现一个光源多点照明，光 缆照明。还可用于易燃﹑易爆﹑潮湿和腐蚀性强的环境中丌 宜架设输电线及电气照明的地方作为安全光源。
23
光导纤维的应用之 4、国防军事领域 可以用光导纤维来制成纤维光学潜望镜，装备在潜艇、 坦克和飞机上，用于侦察复杂地形或深层屏蔽的敌情。
硫化物玱璃光纤具 有很大的非线性系 数，用它制作的非 线性器件，可以有 效地提高光开关的 速率，开关速率可 以达到数百Gb/s以 上. ~~哈哈，你丌知道吧
硫 化 玻 璃 光 纤
8
2、重金属氧化物玻璃光纤 重金属氧化物玱璃光纤是以GeO2、La2O3、TeO3和GOAL2O3等玱璃为基础的光纤。 重金属氧化物玱璃光纤声子具有声子能量小、红外透 过范围广、稀土掺杂浓度高、非线性折射率高等优点，在 光纤放大器、非线性光纤等方面得到了 广泛研究不应用。