➢ 光纤通信（第三版）, [美]Gerd Keiser著，李玉 权、崔敏、蒲涛等译，电子工业出版社，2002年 7月；高等教育出版社(影印版) ，2002年9月
➢ Fiber-Optic Communication Systems(3rd Edition), GOVIND P. AGRAWAL,清华大学出版 社(影印版), 2004年7月
P2O5-SiO2纤芯
SiO2包层
SiO2纤芯
B2O3-SiO2包层来自GeO2-B2O3-SiO2纤芯 B2O3-SiO2包层
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光纤预制棒的制造工艺（1）
➢ 管内化学气相沉积法 ➢ 改进的化学气相沉积法(MCVD)
Modified chemical-vapor deposition ➢ 等离子体激活化学气相沉积法(PCVD)
制造光纤流程：
制作 光 纤 拉丝 预制棒
涂覆 套塑
成缆
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1.光纤预制棒的制造
➢ 预制棒（preform）:拉制光纤的原始棒 体材料,具有与光纤相似结构和折射率分 布。 ➢ 预制棒制造的关键：
（1）如何制作出光纤材料 （2）如何控制光纤纤芯、包层的折射率
21
制作石英光纤材料的反应
以SiCl4、GeCl4、CF2Cl2等物质为原材料高温 (1400-1600ºC)下与氧气反应： ➢ SiCl4+O2SiO2+2Cl2 ➢ GeCl4+O2GeO2+2Cl2 ➢ 2CF2Cl2+4SiCl4+2O2SiF4+2Cl2+2CO2
FSO: Free Space Optical Communication
用激光作为载体传输数据，提供无线高速点对点或 点对多点通信的一种方式，其传播介质不是光纤而是空 气，因此FSO也称之为“虚拟光纤”通信。FSO系统可 传输数据、视频、语音等的信息，具有抗干扰能力强、 极高的带宽、安装简便快捷、安全及成本低的特点。它 同光纤通信一样可以构建高质量的通信系统，可广泛应 用于军事保密通信、城域网路由保护和接入、基站连接 等。
光纤通信
Fiber-Optic Communication Technology
2010/2011学年第一学期 王烨
1
课程特点：涉及光学、半导体及通信等
学科内容，面广。
要求：掌握光纤通信系统所涉及的各种器
件、技术的功能及作用；掌握重要 器件、技术的原理。
2
参考书目
➢ 光纤通信工程(修订版)，赵梓森著， 人民邮电出 版社
Plasma-activated chemical-vapor deposition
26
光纤预制棒的制造工艺（2）
➢ 管外化学气相沉积法
➢ 气相轴向沉积法(VAD) Vapor-axial deposition (VAD)
➢ 棒外气相沉积法 Outside vapor-phase oxidation (OVPO) Outside vapor-phase deposition (OVD)
近代光通信的发展就是上述两个方面的制约因素 的解决过程：
1960年，美国人梅曼发明红宝石激光器，获得高 强的、频率和相位都稳定（即相干的）光---激光。引 起了新一轮的光通信研究热潮---激光大气通信。
但是，仍然由于自然气象条件的影响而没有进展。
11
光
话
机
原
L
理
图
M A
弧光灯 送话器
B N
12
自由空间光通信(无线光通信)
22
光纤折射率的控制
➢ 通过掺杂实现光纤折射率增加或减小 （纤芯掺杂折射率稍高的Ge、P等元素；包
层掺杂折射率稍低的F、B元素等）
➢ 通过载运气体（氧气、氩气）流速控制掺 杂量的多少，从而控制折射率变化的大小
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SiO2折射率随掺杂浓度的变化
24
光纤的组成
如：
GeO2-SiO2纤芯
SiO2包层
27
MCVD工艺流程
MCVD法制备光纤预制棒的工艺流程示意图
28
VAD
VAD法制备光纤预制棒的工艺流程示意图
29
PCVD MACHINE 30
PCVD MACHINE
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2. 光纤的拉制工艺
32
拉丝塔
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3. 光纤的涂覆和套塑
➢ 从预制棒拉出的光纤还不能直接使用，是 脆性断裂材料，达不到实际使用的强度要 求，抗拉和抗弯能力都较差。
双绞线
卫星通信
光纤
同轴电缆 无线电(AM) 无线电(FM)
地面微波 通信
电视频道
Band
LF MF HF VHF UHF SHF EHF THF
电磁波谱图 6
通信系统框图
发送机
载波：射频波 微波 毫米波 光波
信道
接收机
信道： 金属导线 同轴电缆 金属波导 大气、光纤
？ 光通信和光纤通信
7
8
9
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14
15
光纤简介 光纤通信的发展概况 光纤通信的主要特点 光纤通信系统的基本组成（重点） 光纤通信要解决的基本问题
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一、光纤简介
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光纤结构
18
光纤材料
➢ 玻璃光纤 ➢ 塑料光纤 ➢ 专用光纤（氟化物光纤，光敏光纤等）
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光纤的制造
目前通信用光纤主要是以石英玻璃 （SiO2）为主的石英光纤。
➢ 由于制造工艺的不完善，光纤强度将进一 步下降。
➢ 为保护光纤表面，提高抗拉强度和抗弯曲 强度，还要对光纤进行涂覆和套塑处理。
34
制造中造成强度下降的原因
（1）预制棒在制造中可能存在杂质和气泡，会 转移到光纤中。由于杂质的膨胀系数与周围玻 璃不同，可能导致裂纹，造成强度的下降；气 泡对强度的影响将更大。 （2）拉丝过程中，拉丝炉的温度稳定性、周围环 境中的粉尘及拉丝卷绕等有可能使光纤表面出 现划痕、裂纹等机械损伤，影响光纤的强度。 环境中的水分等有害物质将对光纤造成腐蚀， 使光纤表面的裂纹扩展，降低光纤强度。
近代光通信：1880年Bell发明光电话，传输距离 213m，但是并不实用，因为存在两个方面的制约：
一)信道：Bell的光电话利用大气作为传输介质， 损耗非常大，同时自然界气象条件变化万千，对光信 号的干扰很大。
二)光源： Bell的光电话利用自然光作为载波，这 种光的频率和相位杂乱无章，不能用于大容量的通信。
3
第一章 概述
？什么是光纤通信
（传输煤质、载波）
4
5
f (Hz) 100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024
无线电 微波 红外
X 射线
γ 射线
可见光 紫外线
f (Hz) 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 10 9 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016