隨著通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，我國于1992年開通第一個光纖通信系統(tǒng)，正式步入超遠距離傳輸、超高效率傳播的通訊時代。近年來，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70年代末開始興起的一項技術(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絲，可以使各種強度的光封閉在纖維內(nèi)并沿著任意曲折的光路進行傳輸；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、涂覆層和護套構(gòu)成；主體是纖芯和包層，它們在光波的傳輸中起著主要的作用；涂覆層和護套主要用于隔離雜光，以及保護光纖免受外界的腐蝕磨損等。
在有些特殊應(yīng)用場合，光纖不加涂覆層與護套，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，在兩種物質(zhì)的交界面處會發(fā)生折射和反射；當(dāng)入射光的角度達到或超過某一角度時，折射光會消失，入射光全部被反射回來，這就是光的全反射。不同物質(zhì)對相同波長光的折射角度是不同的，相同物質(zhì)對不同波長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)過彎曲的光纖路徑光線也不會光纖側(cè)壁射出。
1.光纖的傳輸損耗
光波在光纖中傳輸時，是以全反射形式傳輸?shù)?，理論來說是無損耗的傳輸，但是由于光纖材料本身對光波的吸收和散射、光纖在制作時的結(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，其損耗機理也較為復(fù)雜；有來自光纖本身的損耗，也有光纖與光源的耦合損耗及光纖之間的連接損耗等，此處不做過多討論。
自從發(fā)現(xiàn)光纖以來，人們在降低光纖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，這個數(shù)量級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重要的參數(shù)。所謂色散是指脈沖信號（調(diào)制光波）在光纖中傳輸時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程中隨著傳輸距離的增加而逐漸展寬。因此，光纖色散對光纖傳輸系統(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，不同速率的信號傳過同樣的距離所需的時間不同，從而產(chǎn)生延時差；延時差越大，色散越嚴重，因而可用延時差表示色散程度。
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)）……
