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目前光纤的分类方法大致有四种，即按套塑类型分类，按传播模式分类、按工作波长分类和光纤剖面折射率分布分类等。此外按光纤的组成成份分类，除目前最常应用的石英光纤之外，还有塑料光纤与含氟光纤等。 一、按套塑类型分类──紧套光纤与松套光纤 （一）紧套光纤 所谓紧套光纤是指二次、三次涂敷层与予涂敷层及光纤的纤芯，包层等紧密地结合在一起的光纤。目前此类光纤居多。未经套塑的光纤，其衰耗──温度特性本是十分优良的，但经过套塑之后其温度特性下降。这是因为套塑材料的膨胀系数比石英高得多，在低温时收缩较厉害，压迫光纤发生微弯曲，增加了光纤的衰耗。 （二） 松套光纤 所谓松套光纤是指，经过予涂敷后的光纤松散地放置在一塑料管之内，不再进行二次、三次涂敷。松套光纤的制造工艺简单，其衰耗──温度特性与机械性能也比紧套光纤好，因此越来越受到人们的重视。 二、按传播模式分类──多模光纤与单模光纤 传播模式概念： 我们知道，光是一种频率极高（3×1014赫兹）的电磁波，当它在波导──光纤中传播时，根据波动光学理论和电磁场理论，需要用麦克斯韦式方程组来解9决其传播方面的问题。而通过繁琐地求解麦氏方程组之后就会发现，当光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长时，光在光纤中会以几十种乃至几百种传播模式进行传播，如 TMmn 模、TEmn 模、HEmn 模等等（其中 m、n=0、1、2、3、……）。其中 HE11模被称为基模，其余的皆称为高次模。 （一） 多模光纤 当光纤的几何尺寸（主要是纤芯直径 d1）远远大于光波波长时（约 1 微米），光纤中会存在着几十种乃至几百种传播模式。不同的传播模式会具有不同的传播速度与相位，因此经过长距离的传输之后会产生时延，导致光脉冲变宽。这种现象叫做光纤的模式色散（又叫模间色散）。计算多模光纤中传播模式数量的经典公式为 NV=142，其中 V 为归一化频率。例如当 V=38 时，多模光纤中会存在三百多种传播模式。模式色散会使多模光纤的带宽变窄，降低了其传输容量，因此多模光纤仅适用于较小容量的光纤通信。多模光纤的折射率分布大都为抛物线分布即渐变折射率分布。其纤芯直径d1，大约在 50 微米左右。 （二） 单模光纤 根据电磁场理论与求解麦氏方程组发现，当光纤的几何尺寸（主要是芯径）可以与光波长相比拟时，如芯径 d1 在 5～10 微米范围，光纤只允许一种模式（基模 HE11）在其中传播，其余的高次模全部截止，这样的光纤叫做单模光纤。 由于它只允许一种模式在其中传播，从而避免了模式色散的问题，故单模光纤具有极宽的带宽，特别适用于大容量的光纤通信。 其实，准确地讲要实现单模传输，必须使光纤的诸参量满足一定的条件，即其归一化频率 V ≤ 2.4048。 由于单模光纤的纤芯直径非常细小，所以对其制造工艺提出了更苛刻的要求。  三、按工作波长分类──短波长光纤与长波长光纤 （一） 短波长光纤 在光纤通信发展的初期，人们使用的光波之波长在 0.6～0.9 微米范围内（典型值为 0.85 微米），习惯上把在此波长范围内呈现低衰耗的光纤称作短波长光纤。短波长光纤属早期产品，目前很少采用。 （二）长波长光纤 后来随着研究工作的不断深入，人们发现在波长 1.31 微米和 1.55 微米附近，石英光纤的衰耗急剧下降如图 2.4 所示。不仅如此，而且在此波长范围内石英光纤的材料色散也大大减小。因此人们的研究工作又迅速转移，并研制出在此波长范围衰耗更低，带宽更宽的光纤，习惯上把工作在 1.0～2.0 微米波长范围的光纤称之为长波长光纤。长波长光纤因具有衰耗低、带宽宽等优点，特别适用于长距离、大容量的光纤通信。 四、按折射率分布分类──阶跃光纤与渐变光纤 （一）阶跃光纤 所谓阶跃光纤是指：在纤芯与包层区域内，其折射率分布分别是均匀的，其值分别为 n1 与 n2，但在纤芯与包层的分界处，其折射率的变化是阶跃的阶跃光纤是早期光纤的结构方式，后来在多模光纤中逐渐被渐变光纤所取代（因渐变光纤能大大降低多模光纤所特有的模式色散），但用它来解释光波在光纤中的传播还是比较形象的。而现在当单模光纤逐渐取代多模光纤成为当前光纤的主流产品时，阶跃光纤结构又作为单模光纤的结构形式之一。 （二） 渐变光纤 所谓渐变光纤是指：光纤轴心处的折射率最大（n1），而沿剖面径向的增加时时8而逐渐变小，其变化规律一般符合抛物线规律，到了纤芯与包层的分界处，正好降到与包层区域的折射率 n2 相等的数值；在包层区域中其折射率的分布是均匀的即为 n2。至于渐变光纤的剖面折射率为何做如此分布，其主要原因是为了降低多模光纤的模式色散，增加光纤的传输容量。 |
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