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    博客名称:工业以太网,工业存储-安徽欧迈特 日志总数:10 评论数量:0 访问次数:641 建立时间::2015年09月18日

    1、定义

    光纤是光导纤维的简写,是一种由玻璃或塑料制成的纤维,可作为光传导工具。传输原理是‘光的全反射’。

    微细的光纤封装在塑料护套中,使得它能够弯曲而不至于断裂。通常,光纤的一端的发射装置使用发光二极管(light emitting diode,LED)或一束激光将光脉冲传送至光纤,光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。

    在日常生活中,由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多,光纤被用作长距离的信息传递。

    通常光纤与光缆两个名词会被混淆。多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆。光纤外层的保护层和绝缘层可防止周围环境对光纤的伤害,如水、火、电击等。光缆分为:缆皮、芳纶丝、缓冲层和光纤。光纤和同轴电缆相似,只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。

    多模光纤中,芯的直径是50μm和62.5μm两种, 大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8μm~10μm,常用的是9/125μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套, 俗称包层,包层使得光线保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套,即涂覆层,用来保护包层。光纤通常被扎成束,外面有外壳保护。 纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体,它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。

    说明:9/125μm指光纤的纤核为9μm,包层为125μm,9/125μm是单模光纤的一个重要的特征,50/125μm指指光纤的纤核为50μm,包层为125μm,50/125μm是多模光纤的一个重要的特征。

    2、光纤分类

    根据不同光纤的分类标准的分类方法,同一根光纤将会有不同的名称。

    按光纤的材料分类

    按照光纤的材料,可以将光纤的种类分为石英光纤和全塑光纤。

    石英光纤一般是指由掺杂石英芯和掺杂石英包层组成的光纤。这种光纤有很低的损耗和中等程度的色散。目前通信用光纤绝大多数是石英光纤。

    全塑光纤是一种通信用新型光纤,尚在研制、试用阶段。全塑光纤具有损耗大、纤芯粗(直径100~600μm)、数值孔径(NA)大(一般为0.3~0.5,可与光斑较大的光源耦合使用)及制造成本较低等特点。目前,全塑光纤适合于较短长度的应用,如室内计算机联网和船舶内的通信等。

    按光纤剖面折射率分布分类

    按照光纤剖面折射率分布的不同,可以将光纤的种类分为阶跃型光纤和渐变型光纤。

    按传输模式分类

    按照光纤传输的模式数量,可以将光纤的种类分为多模光纤和单模光纤。

    单模光纤是只能传输一种模式的光纤。单模光纤只能传输基模(最低阶模),不存在模间时延差,具有比多模光纤大得多的带宽,这对于高码速传输是非常重要的。单模光纤的模场直径仅几微米(μm),其带宽一般比渐变型多模光纤的带宽高一两个数量级。因此,它适用于大容量、长距离通信。

    按照国际标准规定分类(按照ITU-T 建议分类)

    为了使光纤具有统一的国际标准,国际电信联盟(ITU-T)制定了统一的光纤标准(G 标准)。按照ITU-T 关于光纤的建议,可以将光纤的种类分为:

    G.651 光纤(50/125μm 多模渐变型折射率光纤)

    G.652 光纤(非色散位移光纤)

    G.653 光纤(色散位移光纤DSF)

    G.654 光纤(截止波长位移光纤)

    G.655 光纤(非零色散位移光纤)。

    为了适应新技术的发展需要,目前G.652 类光纤已进一步分为了G.652A、G.652B、G.652C 三个子类,G.655 类光纤也进一步分为了G.655A、G.655B 两个子类。

    按照IEC 标准分类,IEC 标准将光纤的种类分为

    A 类多模光纤:

    A1a 多模光纤(50/125μm 型多模光纤)

    A1b 多模光纤(62.5/125μm 型多模光纤)

    A1d 多模光纤(100/140μm 型多模光纤)

    B 类单模光纤:

    B1.1 对应于G652 光纤,增加了B1.3 光纤以对应于G652C 光纤

    B1.2 对应于G654 光纤

    B2 光纤对应于G.653 光纤

    B4 光纤对应于G.655 光纤

    3、应用

    高分子光导纤维开发之初,仅用于汽车照明灯的控制和装饰。现在主要用于医学、装饰、汽车、船舶等方面,以显示元件为主。在通信和图像传输方面,高分子光导纤维的应用日益增多,工业上用于光导向器、显示盘、标识、开关类照明调节、光学传感器等。

    通信应用

    光导纤维可以用在通信技术里。1979年9月,一条3.3公里的120路光缆通信系统在北京建成,几年后上海、天津、武汉等地也相继铺设了光缆线路,利用光导纤维进行通信。

    多模光导纤维做成的光缆可用于通信,它的传导性能良好,传输信息容量大,一条通路可同时容纳数十人通话。可以同时传送数十套电视节目,供自由选看。

    利用光导纤维进行的通信叫光纤通信。一对金属电话线至多只能同时传送一千多路电话,而根据理论计算,一对细如蛛丝的光导纤维可以同时通一百亿路电话!铺设1000公里的同轴电缆大约需要500吨铜,改用光纤通信只需几公斤石英就可以了。沙石中就含有石英,几乎是取之不尽的。

    医学应用

    光导纤维内窥镜可导入心脏和脑室,测量心脏中的血压、血液中氧的饱和度、体温等。用光导纤维连接的激光手术刀已在临床应用,并可用作光敏法治癌。

    另外,利用光导纤维制成的内窥镜,可以帮助医生检查胃、食道、十二指肠等的疾病。光导纤维胃镜是由上千根玻璃纤维组成的软管,它有输送光线、传导图像的本领,又有柔软、灵活,可以任意弯曲等优点,可以通过食道插入胃里。光导纤维把胃里的图像传出来,医生就可以窥见胃里的情形,然后根据情况进行诊断和治疗。

    传感器应用

    光导纤维可以把阳光送到各个角落,还可以进行机械加工。计算机、机器人、汽车配电盘等也已成功地用光导纤维传输光源或图像。如与敏感元件组合或利用本身的特性,则可以做成各种传感器,测量压力、流量、温度、位移、光泽和颜色等。在能量传输和信息传输方面也获得广泛的应用。

    艺术应用

    由于光纤的良好的物理特性,光纤照明和LED照明已越来越成为艺术装修美化的用途。 应用如下:

    门头店名(标设)和LOGO采用粗光纤制作光晕照明。

    光纤艺术

    光纤艺术

    门头的局部轮廓采用Φ18(Φ14)的侧光纤进行照明。

    场所外立面局部采用光纤三维镜。

    采用艺术分布的光纤点阵,配置光纤照明YY-S150光纤扫描机。

    在草坪上布置光纤地灯。

    光纤瀑布、光纤立体球等艺术造型。

    光纤艺术

    光纤艺术

    同时也用在装饰显示、广告显示。

    光纤也可以用作各种视觉艺术的展示等,光纤的特性得到充分的应用,

    光纤成为装饰品:利用光纤发光的特性,可以做成各种色彩的荧光光纤,满天星光纤花瓶,做礼品晚会用,还是室内装饰都很漂亮: 如下图:

    井下探测技术

    过去,石油工业只能利用现有的技术开采油气储量,常常无法满足快速投资回收和最大化油气采收率的需求,并导致原油采收率平均只有35%左右。井下系统供应商预测,通过利用智能井技术可以使原油采收率提高到50%~60%。

    在开发井中传感器之前,收集井下信息的唯一方法是测井。测井方法虽然能提供有价值的数据,但作业成本高,并有可能对井产生损害。因此,需要更好的井下技术提高无干扰流动监测和控制。

    可以共同提高采收率的技术有:

    ·电子井下传感器,提供定点温度和压力监测;

    光导纤维

    ·流量和含水量传感器;

    ·井下电-液压操控流动控制系统;

    ·基于实时油藏动态数据;

    ·优化油藏模拟;

    ·高温光纤井下传感器;

    ·电子与光纤井口湿式连接系统。

    过去几年,传感器技术愈来愈多地从其它行业转向海上和井下,特别是光纤传感器技术,光纤传感器极大地提高了高温系统的可靠性。近期,大型井下设备供应商经常与光纤探测技术专业公司合作或收购这类公司,充分证实了这项技术的潜力。

    光纤传感器系列包括3项被证实的核心技术和1项待开发的技术:

    ·分布式温度探测(DTS)。该项技术凭借一定长度的光纤监测不同位置上温度的变化。其温度分辨率为0.1oC,位置分辨率为1m(光纤长度大于10000m)。

    ·光纤还可以作为直接读值的机械点源传感器。最简单的形式,可能只是一个空腔,随外部压力改变长度,入射到空腔的光信号强度随空腔长度而下降。光纤传送设备允许在一根光纤上组合多个传感器,测量不同物理变量。

    ·化学探测。专业光纤的开发与工业应用正在增长,它们对化学物质的存在和丰度比较敏感。这种技术还不太先进,但很有发展潜力。

    安徽欧迈特 2015/9/23 10:12:32 | 阅读(63) 评论()

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