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    小海說:光纖的那些事

    小海說:光纖的那些事

    發布時間: 2021-11-12

    光纖,是待測光信號與光譜儀間的重要橋梁。在我們光信號的捕捉過程中,扮演著重要角色。因此,如何選擇一根合適的光纖尤為重要。

    今天,我們就來聊一聊光纖的那些事。

    光纖的來歷

    光纖是光導纖維的簡稱,其核心部分由圓柱形玻璃纖芯和包層構成,最外層是一種彈性耐磨的護套保護層。纖芯的粗細、纖芯的折射率n1和包層的折射率n2,對光纖的傳光特性有決定性的影響。

    根據Snell定律,當光從一種介質進入另一種介質時,傳播方向會發生改變,且滿足下式:
    n1sinα1=n2sinα2,
    其中α1為入射角,α2為折射角。n1為第一種介質的折射率,n2為第二種介質的折射率。
    當α2=90°時,光線不再進入第二種介質,當入射角再增大時,光能量將全部返回第一種介質,這種現象稱為全反射。光在光纖中就是以全反射的形式傳播的,正因如此,在制作光纖時,必須使得纖芯材料的折射率大于包層的折射率。

    光纖結構

    光纖分解

    小身體,大能量

    一根小小的光纖,不僅包含了多種結構和種類,還有更多值得探索的知識。

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    數值孔徑NA

    光纖的數值孔徑NA是表示光纖收光能力的一個物理量,決定了光纖可接收或發射角度的大小范圍。

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    其中n為光在空氣中的折射率,αmax為收光角的半角,n1為纖芯的折射率,n2為包層的折射率。

    海洋光學大多數光纖的數值孔徑NA都為0.22(如下表所示),若光纖處于真空或空氣中,光纖的發散半角即全反射角為αmax=12.7°(全角大約25.4°)。

    波段范圍

    不同的波段范圍對應不同的纖芯材料,海洋光學的光纖波段可覆蓋總范圍為180-6000 nm。下圖為海洋光學光纖及適用波段范圍對照表。

    外包材

    外包材對光纖主要起保護作用,在實際應用中,我們需要根據不同的測試環境來選擇不同的光纖外包材料。海洋光學光纖外包材有硅膠、PVC、不銹鋼等材質可定制選擇。

    彎曲半徑

    光纖的彎曲半徑分為動態彎曲半徑與靜態彎曲半徑。海洋光學的光纖動態彎曲半徑一般不得小于外徑的200倍。靜態彎曲半徑一般不得小于外徑的400倍。

    LTBR(靜態彎曲半徑):存放條件下的最小彎曲半徑

    STBR(動態彎曲半徑):使用或者操作時的最小彎曲半徑

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    分叉光纖

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