核潜艇潜望镜
光学潜望镜
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工业领域
在工业上，可传输激光进行机械加工；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。
光导微机介质损耗仪
传感器
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照明和光能传送领域
光导纤维还可用于火车站、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，将光电池纤维布与光导纤维布巧妙地结合在一 起可制成夜间放光的夜行衣。
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棒管法 沉积法 复合纺丝法
光导纤维
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棒管法 棒管法是将芯料高聚物制成棒状，外面套上包
层材料管，然后再一起加热到高弹态进行拉伸制成 光纤；
沉积法 沉积法是将包层材料溶解或熔化为液态，然后使
芯子从中穿过，从而使其附着在芯材上形成包层；
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复合纺丝法 复合纺丝法则分别把芯子和包层两种成纤高聚
物溶融，用复合喷丝板纺丝成型。自聚焦型光纤是 将具有不同折射率和聚合反应速度的单体注入一垂 直的聚合管中，在旋转的情况下，通过光或热激发 使之发生共聚，聚合物从管壁向轴中心逐渐析出， 随着单体转化为聚合物的转化率上升，共聚物的折 射率不断变化，最终得到折射率由里至外逐渐下降 呈抛物线分布的产物。
除上述方法外，自聚焦型光纤还可用离子交换法、单体扩散法和共混 法制备。但自聚焦型光纤多处于实验和试制阶段，所以实用光纤仍以全反 射型为主。
在国防军事上，光导纤维也有广泛的应用，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。光纤通讯的另一特点是其保密性好、不受干扰 且无法窃听，这一优点使其广泛应用于军事领域。在国防军事上，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。
射角,总可以使折射光线在界面上的入射角大于全反射的临界角。这
样,光线将在界面上发生多次的内全反射,向前传送,由光纤另一端射
出。大量的光导纤维集成一束,不仅能传光,而且还能传送图像。
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光纤分类
光学纤维可分为阶跃型和梯度型两类。 光纤的种类有很多种，分类方法也各不相同，常见的有： 按材料组成可分为玻璃，石英和塑料光导纤维； 按纤维结构可分为皮芯型和自聚集型； 按形状和柔性分为可挠性和不可挠性光导纤维； 按传递光的波长分为可见光、红外线、紫外线、激光等光导纤维； 按化学组成分为熔石英玻璃光纤、氟化物玻璃光纤和硫化物玻璃光纤等； 按应用又分为通信光纤，激光光纤，传感光纤，传光光纤 ； 按传输模式分单模光纤和多模光纤； 按光纤折射率分布分阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤。
光纤中的散射损耗包括三种类型，即线性散射， 结构缺陷散射和非线性散射。
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光纤的制备包括两个过程，即制棒和拉丝。为了获得低 损耗的光纤，这两个过程都要在超净环境中进行。
全反射型光导纤维目前有棒管法、沉积法和复纺丝法 3种加工方法。
塑料光纤制备的工艺流程： 单体精制→聚合→纺丝→包层和拉伸→光缆加工
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光导纤维发展历程
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光导纤维概述
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光导纤维的制备工艺
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光导纤维的应用
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光导纤维展望
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1966年，美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆 (C.A.Hockham)发表论文，预见了低损耗的光纤能够用于通 信，敲开了光纤通信的大门，引起了人们的重视。
1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km 的光纤，光纤通信时代由此开始。光纤通信是以很高频率 (1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通 信。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积 小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士 青睐，发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980年到 2000年增加了近1万倍，传输速度在过去的10年中大约提高 了100倍。
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光纤传输优点 1 频带宽
2 损耗低
3 重量轻
5 保真度高 6 工作性能可靠 7 成本不断下降
4 抗干扰能力强
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缺点：主要是光纤损耗。
引起光纤损耗的因素较多，主要可以归结为两大类： 材料的吸收损耗和散射损耗。
石英光纤吸收损耗产生的原因有三个，即材料本 征吸收损耗，原子缺陷吸收损耗和杂质吸收损耗。
包层位于纤芯外层，直径2b为100～150μm。 作用是将光波限制在纤芯中。
纤芯和包层即组成裸光纤，两者采用高纯度的二氧化硅 组成，但为了使光波在纤芯中传送，应对材料进行不同 掺杂，使包层材料折射率n2比纤芯材料折射率n1小，即 光纤导光的条件是n1>n2。
一次涂覆层是为了保护裸纤而在其表面涂上的聚氨 基甲酸乙酯或硅酮树脂层，厚度一般为30～150μm。
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光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝（主要成分是二氧化 硅），直径只有1~100μm左右。它是由内芯和外套两层组成，内 芯的折射率大于外套的折射率，光由一端进入，在内芯和外套的 界面上经多次全反射，从另一端射出。
光导纤维为混合物，属于非晶体。
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纤芯位于光纤的中心，直径2a为5～75μm, 作用是传输光波。
缺点： 光纤制造工艺复杂，生产成本较高； 光纤连接复杂； 配套光器件价格较高
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通信领域
卫星通信
家庭光纤宽带
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医学领域
❖ 医学上用光导纤维制成纤 维镜，把探头送到人的食 道、胃或十二指肠中去， 光线通过传光束照明这些 器官的内壁，再通过传像 束把内部的病变情况传到 目镜，进行观察。
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国防军事领域
套层又称二次涂覆或被覆层，多采用聚乙烯塑料或聚丙烯 塑料、尼龙等材料，经过二次涂覆的裸光纤称为光纤芯线。
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光由折射率大的物质进入折射率小的物质时,在两种物质的交
界面上会产生全反射,使光不进入折射率小的物质,而全部返回到折射
率大的物质中。光导纤维由纤芯和包层两部分组成。纤芯的折射率比
包层的折射率稍大,它们之间有良好的光学接触。只要选取合适的入
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通信 工业
医学
照明
光能传送 国防军事
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光纤通信原理 光纤通信采用数字通信原理。
编码 模拟信号
010011010
解码
数字信号
模拟信号
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光纤通信网络
光--电--光中继的数字通信
单信道全光中继数字通信
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光纤通信特点
优点： 信号损耗小，中继距离长； 光纤为绝缘体不受电磁干扰； 玻璃光纤不产生电磁场，保密性高； 重量轻，易于施工和运输；