隨著通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)于1992年開通第一個(gè)光纖通信系統(tǒng)，正式步入超遠(yuǎn)距離傳輸、超高效率傳播的通訊時(shí)代。近年來(lái)，光纖通信成為現(xiàn)代信息技術(shù)的主要方式之一。光纖傳感技術(shù)是20世紀(jì)70年代末開始興起的一項(xiàng)技術(shù)，目前在全世界成為研究熱門，已與光纖通信并駕齊驅(qū)。無(wú)論是光纖通信還是光纖傳感技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，均離不開光纖；下文為大家簡(jiǎn)要介紹光纖的結(jié)構(gòu)及相關(guān)的基本參數(shù)。
光纖，就是光導(dǎo)纖維（圓柱形光波導(dǎo)），它的主要結(jié)構(gòu)為多層同軸圓柱體；以高折射率的光學(xué)玻璃作為纖芯材料，低折射率的光學(xué)玻璃作為外包層材料拉制成柔性細(xì)絲，可以使各種強(qiáng)度的光封閉在纖維內(nèi)并沿著任意曲折的光路進(jìn)行傳輸；光纖的結(jié)構(gòu)和材料決定了光纖的傳輸特性。光纖的多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)，一般由位于中心的石英和位于外側(cè)的纖芯、包層、涂覆層和護(hù)套構(gòu)成；主體是纖芯和包層，它們?cè)诠獠ǖ膫鬏斨衅鹬饕淖饔茫煌扛矊雍妥o(hù)套主要用于隔離雜光，以及保護(hù)光纖免受外界的腐蝕磨損等。
在有些特殊應(yīng)用場(chǎng)合，光纖不加涂覆層與護(hù)套，為裸體光纖，即裸纖。
光在不同物質(zhì)中傳播速度不同，當(dāng)光從一種物質(zhì)射向另一種物質(zhì)時(shí)，在兩種物質(zhì)的交界面處會(huì)發(fā)生折射和反射；當(dāng)入射光的角度達(dá)到或超過(guò)某一角度時(shí)，折射光會(huì)消失，入射光全部被反射回來(lái)，這就是光的全反射。不同物質(zhì)對(duì)相同波長(zhǎng)光的折射角度是不同的，相同物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的折射角度也不同。
光纖即是基于以上原理制成；按照幾何光學(xué)全反射原理，光線在纖芯和包層的交界面發(fā)生全反射，并形成把光閉鎖在光纖芯內(nèi)部向前傳播的必要條件，即使經(jīng)過(guò)彎曲的光纖路徑光線也不會(huì)光纖側(cè)壁射出。
1.光纖的傳輸損耗
光波在光纖中傳輸時(shí)，是以全反射形式傳輸?shù)模碚搧?lái)說(shuō)是無(wú)損耗的傳輸，但是由于光纖材料本身對(duì)光波的吸收和散射、光纖在制作時(shí)的結(jié)構(gòu)缺陷等原因，導(dǎo)致光功率隨傳輸距離按一定的規(guī)律衰減，這種現(xiàn)象稱為光纖的傳輸損耗，是光纖重要的傳輸特性之一。
引起傳輸損耗的原因有多種，其損耗機(jī)理也較為復(fù)雜；有來(lái)自光纖本身的損耗，也有光纖與光源的耦合損耗及光纖之間的連接損耗等，此處不做過(guò)多討論。
自從發(fā)現(xiàn)光纖以來(lái)，人們?cè)诮档凸饫w損耗方面做了大量的研究工作，1.31μm和1.55μm的光纖損耗分別在0.5dB/km以下和0.2dB/km以下，這個(gè)數(shù)量級(jí)接近了光纖損耗的理論極限。
2.光纖的色散
色散是光纖傳輸另一個(gè)重要的參數(shù)。所謂色散是指脈沖信號(hào)（調(diào)制光波）在光纖中傳輸時(shí)由光纖的折射率分布、光纖材料的色散特性、光纖中的模式分布以及光源中的光譜寬度等因素決定的延遲畸變。光纖色散的存在將使光脈沖在傳輸過(guò)程中隨著傳輸距離的增加而逐漸展寬。因此，光纖色散對(duì)光纖傳輸系統(tǒng)有著非常不利的影響，限制了系統(tǒng)的傳輸速率和傳輸距離的增加。
在光纖中，不同速率的信號(hào)傳過(guò)同樣的距離所需的時(shí)間不同，從而產(chǎn)生延時(shí)差；延時(shí)差越大，色散越嚴(yán)重，因而可用延時(shí)差表示色散程度。
光纖色散包括材料色散、波導(dǎo)色散、模間色散、偏振色散。
（未完待續(xù)）……
