光纖傳像束原理及其應(yīng)用

利用高折射率光纖填充微結(jié)構(gòu)預(yù)制棒孔洞的方法,制造直徑70mm、長度200mm的大尺寸傳像光纖預(yù)制棒,像素?cái)?shù)為547.為提高傳像元件的像素?cái)?shù),將預(yù)制棒先拉伸成直徑約為30mm的二次預(yù)制棒,通過切削、并熔后拉伸,得到像素?cái)?shù)為3829的傳像微結(jié)構(gòu)光纖及其面板和光錐,其理論數(shù)值孔徑為0.55.經(jīng)初步測(cè)試發(fā)現(xiàn),其傳像效果良好.此方法利用微結(jié)構(gòu)光纖技術(shù)制造傳像光纖、面板和光錐,簡單易行,成本低,能有效提高像素?cái)?shù),有望成為規(guī)模化制造高分辨率、高質(zhì)量傳像元件的新方法.

光纖-光纜-光纖連接器,光纖插芯,光纖測(cè)試資料教材

適于光纖到家庭的新型光纖：多芯單模光纖

光纖及光纖熔接

光纖和光纖尾纖 光纖 光纖是光導(dǎo)纖維的簡寫，是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射 原理而達(dá)成的光傳導(dǎo)工具。微細(xì)的光纖封裝在塑料護(hù)套中，使得它能夠彎曲而不 至于斷裂。通常，光纖的一端的發(fā)射裝置使用發(fā)光二極管（lightemitting diode,led）或一束激光將光脈沖傳送至光纖，光纖的另一端的接收裝置使用光 敏元件檢測(cè)脈沖。在日常生活中，由于光在光導(dǎo)纖維的傳導(dǎo)損耗比電在電線傳導(dǎo) 的損耗低得多，光纖被用作長距離的信息傳遞。通常光纖與光纜兩個(gè)名詞會(huì)被混 淆.多數(shù)光纖在使用前必須由幾層保護(hù)結(jié)構(gòu)包覆,包覆后的纜線即被稱為光纜.光 纖外層的保護(hù)結(jié)構(gòu)可防止周圍環(huán)境對(duì)光纖的傷害,如水,火,電擊等.光纜分為:光纖, 緩沖層及披覆.光纖和同軸電纜相似，只是沒有網(wǎng)狀屏蔽層。中心是光傳播的玻 璃芯。在多模光纖中，芯的直徑是15μm~50μm，大致與人的頭發(fā)

gxc-01型光纖信號(hào)傳輸裝置 1概述 gxc-01型光纖信號(hào)傳輸裝置通過專用光纜或64kbit/s同向接口復(fù)接pcm設(shè) 備傳輸繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置信息，可構(gòu)成作為主保護(hù)的高頻方向、高頻閉鎖 （距離、零序）保護(hù)及遠(yuǎn)方跳閘、遠(yuǎn)方切機(jī)、切負(fù)荷等。 2技術(shù)數(shù)據(jù) 2.1主要的技術(shù)性能 2.1.1裝置傳輸信息量獨(dú)立進(jìn)行8路開關(guān)量的傳輸 2.1.2裝置傳輸速率64kbit/s 2.1.3裝置額定發(fā)光功率-10dbm/1.31um單模 2.1.4裝置接收靈敏度-33dbm 2.1.5光纖連接器型號(hào)fc型 2.1.6直流電壓輸入220v（或110v） 直流電壓輸出+5v

利用微機(jī)與步進(jìn)電機(jī)相結(jié)合的技術(shù),控制常用的雙坩堝光纖拉絲機(jī)出絲管口的直徑大小和鼓輪轉(zhuǎn)速快慢,實(shí)現(xiàn)了數(shù)控拉制1~2m長錐形光纖的新方法,并且利用傳播模式分析了拉制方法的優(yōu)劣.

光纖分為多模光纖和單模光纖。 多模光纖分為階躍型多模光纖和梯度型多模光纖。 階躍型多模光纖---芯玻璃的折射率n1必須大于包層玻璃折射 率n2，在 玻璃與包層玻璃的界面上折射率呈階躍增大，且各自恒定不變， 這光纖結(jié)構(gòu)最 單，制作最容易，但模色散大，帶寬窄，已經(jīng)很少使用。 梯度型多模光纖---采用芯玻璃折射率自光纖芯軸最大n1處逐 漸減小至包層玻璃界面處n2的折射率分布做成精確的拋物線狀 （g=2）時(shí)，這種光纖減小了模色散， 提高了帶寬。 單模光纖有g(shù)652、g653、g654、g655、g656等類型。 單模光纖的纖芯直徑8-9um,外徑125um。 g652光纖---最長用的是簡單階躍匹配包層型和簡單階躍下凹內(nèi) 包層型。 簡單匹配包層型光纖性能稍差，一般采用參雜ge來提高纖芯折 射率，參雜過多會(huì)因材料色散損耗增加光纖的衰減，因此相對(duì)折 射率差△偏低（約為

為了實(shí)現(xiàn)低頻(20hz—20khz)正弦波、三角波、方波等類型信號(hào)的無失真?zhèn)鬏敹岢隽艘环N光纖簡易傳輸裝置,本裝置采用以光波為載波,以光纖為傳輸介質(zhì)的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸,它主要由光發(fā)送、光傳輸、光接收三大部分組成,測(cè)試結(jié)果表明采用光纖傳輸可實(shí)現(xiàn)多種信號(hào)的基本無失真的傳輸。

采用zemax軟件對(duì)激光光纖注入系統(tǒng)進(jìn)行了建模,仿真分析了激光注入光纖橫向偏移、角度偏移對(duì)光纖傳輸激光能量特性的影響.結(jié)果表明,光纖輸出激光能量分布與激光注入對(duì)準(zhǔn)誤差密切相關(guān).注入誤差引起光纖初始輸入段激光峰值功率密度的劇烈波動(dòng),出現(xiàn)了一個(gè)激光峰值功率密度極大值,這個(gè)極大值是可以達(dá)到光纖截面內(nèi)激光平均功率密度的數(shù)十倍;橫向偏移激發(fā)大量斜光線產(chǎn)生,使光纖輸出激光能量分布勻化;角度偏移僅影響光纖內(nèi)子午光線與斜光線的傳播方向,對(duì)光纖內(nèi)激光能量分布的勻化作用較弱.

新型少模光纖和多芯光纖的特性及應(yīng)用研究 互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)當(dāng)前光通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量造成了巨大 挑戰(zhàn),單模光纖的傳輸容量達(dá)到100tb/s已經(jīng)接近香農(nóng)定理的傳輸極限。受到非 線性效應(yīng)的制約,以單模光纖為骨干的光通信網(wǎng)絡(luò)正面臨嚴(yán)峻的傳輸瓶頸問題。 空分復(fù)用技術(shù)作為下一代高速大容量光通信系統(tǒng)的可行方案引起了廣泛關(guān)注。作 為實(shí)現(xiàn)空分復(fù)用技術(shù)的少模光纖和多芯光纖,其特性及應(yīng)用更是受到重點(diǎn)研究。 本文在實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的國家973項(xiàng)目、863項(xiàng)目及國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支 持下,對(duì)新型少模光纖和多芯光纖的模式特性及應(yīng)用進(jìn)行了重點(diǎn)研究,取得如下 的研究成果:(1)總結(jié)了少模光纖在模分復(fù)用系統(tǒng)中及新型光器件中的發(fā)展及應(yīng) 用,利用光波導(dǎo)理論對(duì)少模光纖中的模式特性進(jìn)行了詳細(xì)分析,并對(duì)橢圓芯少模 光纖中的模式特性進(jìn)行了研究。闡述了利用mcvd法制作特種光纖的基本步驟, 利用實(shí)

為了解決酸溶法光纖傳像束光透過率較低(不足40%)的問題,通過在傳像束的兩個(gè)端面加鍍?cè)鐾改?其透過率有了明顯的提高,達(dá)到了7.38%,拓寬了傳像束的應(yīng)用領(lǐng)域。介紹了膜系設(shè)計(jì)、鍍膜材料的選擇以及真空速率的控制對(duì)鍍膜效果的影響。對(duì)影響酸溶法光纖傳像束透光性能的各種主要因素進(jìn)行了分析。

光纖傳感、光纖光柵、光纖光柵傳感 光纖傳感技術(shù)由于光纖不僅可以作為光波的傳輸媒質(zhì)，而且光波在光纖 中的傳播時(shí)表征光波的特征參量（振幅、相位、偏振態(tài)、波長等）因外界因素 （如溫度、壓力、磁場、電場、位移等）的作用而間接或直接地發(fā)生變化，從 而可將光纖用作傳感器元件來探測(cè)各種待測(cè)量（物理量、化學(xué)量和生物量）， 這就是光纖傳感器的基本原理。光纖傳感技術(shù)的分類光纖傳感器可以分為傳 感型（本征型）和傳光型（非本征型）兩大類。利用外界因素改變光纖中光的 特征參量，從而對(duì)外界因素進(jìn)行計(jì)量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)模Q為傳感型光纖傳感器， 它具有傳感合一的特點(diǎn)，信息的獲取和傳輸都在光纖之中。傳光型光纖傳感器 是指利用其它敏感元件測(cè)得的特征量，由光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，它的特點(diǎn)是充分 利用現(xiàn)有的傳感器，便于推廣應(yīng)用。這兩類光纖傳感器都可再分成光強(qiáng)調(diào)制、 相位調(diào)制、偏振態(tài)調(diào)制和波長調(diào)制等幾種形式。光纖傳感器的特點(diǎn)1、

為使光纖傳像束具有良好的傳光、傳像性能,需要對(duì)原始材料的匹配性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì).本文引入pbo等陽離子半徑大的材料作纖芯,用低折射率sio2和b2o3材料作包層,選擇bao等酸溶速率高的材料作為酸溶層,研究了纖芯、包層和酸溶層玻璃材料之間物化性能和光學(xué)性能的匹配性.通過差熱分析和光譜透過率等多種實(shí)驗(yàn)手段,對(duì)這三種玻璃材料的光學(xué)和熱學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試和分析,優(yōu)化設(shè)計(jì)出了酸溶法光纖傳像束所需要的原料配方.結(jié)果表明:在纖芯、包層和酸溶玻璃材料中分別引入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%pbo、60%sio2和40%(b2o3+bao)以上時(shí),酸溶法光纖傳像束材料的匹配性最佳,該研究和設(shè)計(jì)對(duì)高質(zhì)量光纖傳像束的制備和應(yīng)用具有重要意義.

介紹一種采用波長編碼,通過線陣相關(guān)光纖束實(shí)現(xiàn)長光路純光型圖像傳輸?shù)姆椒ā＿\(yùn)用積分抽樣理論分析了該方法傳輸圖像的機(jī)理和特性。結(jié)果表明:線陣光纖束波長編碼傳像的效果和特性隨波長編碼方向與線陣光纖束排列方向夾角的不同而不同。當(dāng)兩方向垂直時(shí),線陣光纖束可并行傳輸二維灰度圖像;當(dāng)兩方向平行時(shí),可傳輸像質(zhì)改善的一維圖像。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析一致。

在光學(xué)耦接器設(shè)計(jì)中引入衍射面,根據(jù)衍射光學(xué)元件的三級(jí)像差理論,通過理論計(jì)算和zemax光學(xué)軟件優(yōu)化,給出工作波長0.4~0.7μm,焦距27mm,光學(xué)長度為62.9mm,采用一個(gè)衍射面的耦接器設(shè)計(jì)實(shí)例。該耦接器采用物方遠(yuǎn)心光路結(jié)構(gòu),適用于單絲直徑16μm,截面直徑為6mm的光纖傳像束。對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的分析表明,折-衍混合耦接器不僅在光學(xué)性能方面優(yōu)于傳統(tǒng)的光學(xué)耦接器,而且在尺寸和質(zhì)量上有顯著的減少。實(shí)際的室內(nèi)外成像實(shí)驗(yàn)證明,光學(xué)設(shè)計(jì)軟件的仿真結(jié)果是正確的。

1現(xiàn)有預(yù)制棒夾頭裝置的不足現(xiàn)有的光纖拉絲塔裝夾預(yù)制棒的夾頭裝置多為三爪卡盤類。該類夾頭裝置對(duì)中性非常好,同時(shí)由于與車床卡盤通用,其標(biāo)準(zhǔn)化程度高,采購方便,因此早期光纖拉絲塔(如神戶制鋼塔、登萊秀塔)的夾頭裝置均采用三爪卡盤類。但隨著光纖預(yù)制棒向大型化(直徑更大、長度更長)發(fā)展,適于裝夾較小直徑預(yù)制棒的三爪卡盤類夾頭裝置的缺點(diǎn)日漸顯現(xiàn):a.不易掌控力度,判斷是否裝夾牢固需要依賴操作

光纖傳像束用于內(nèi)窺鏡時(shí),對(duì)內(nèi)窺鏡物鏡的結(jié)構(gòu)型式和成像質(zhì)量提出了新的要求。在分析了其基本設(shè)計(jì)原則后,根據(jù)實(shí)際需求,選用反遠(yuǎn)距型物鏡作為初始結(jié)構(gòu),利用zemax軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)了一個(gè)工作波段0.38~0.78μm,焦距0.921mm,全視場100°、相對(duì)孔徑1/4的內(nèi)窺鏡物鏡。鏡頭總長10.32mm,滿足像方遠(yuǎn)心要求,在38lp/mm頻率處mtf值在0.85以上,像質(zhì)優(yōu)良;同時(shí),在tracepro軟件中建立了所設(shè)計(jì)物鏡與光纖傳像束結(jié)合后系統(tǒng)的模型,模擬的系統(tǒng)耦合效率約為96%且出射端照度均勻。結(jié)果表明:該物鏡具有視場大、短焦距、結(jié)構(gòu)合理、耦合效率高、像面照度均勻等特點(diǎn),滿足內(nèi)窺鏡要求。

光纖傳像束用于內(nèi)窺鏡時(shí),對(duì)內(nèi)窺鏡物鏡的結(jié)構(gòu)型式和成像質(zhì)量提出了新的要求。在分析了其基本設(shè)計(jì)原則后,根據(jù)實(shí)際需求,選用反遠(yuǎn)距型物鏡作為初始結(jié)構(gòu),利用zemax軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)了一個(gè)工作波段0.38~0.78μm,焦距0.921mm,全視場100°、相對(duì)孔徑1/4的內(nèi)窺鏡物鏡。鏡頭總長10.32mm,滿足像方遠(yuǎn)心要求,在38lp/mm頻率處mtf值在0.85以上,像質(zhì)優(yōu)良;同時(shí),在tracepro軟件中建立了所設(shè)計(jì)物鏡與光纖傳像束結(jié)合后系統(tǒng)的模型,模擬的系統(tǒng)耦合效率約為96%且出射端照度均勻。結(jié)果表明：該物鏡具有視場大、短焦距、結(jié)構(gòu)合理、耦合效率高、像面照度均勻等特點(diǎn),滿足內(nèi)窺鏡要求。

為研制10.6μm空芯傳能光纖,討論了銀層質(zhì)量、碘化銀層質(zhì)量對(duì)空芯波導(dǎo)傳輸損耗的影響。介紹了研制波長為10.6μm的空芯傳能光纖的工藝方案及其典型參數(shù)。通過液相化學(xué)沉積法,在石英基底管內(nèi)壁成功地生成了優(yōu)質(zhì)金屬銀層和碘化銀電介質(zhì)包層。制作了出具有高透過率的空芯紅外波導(dǎo)。

光纖光柵是理想的應(yīng)力和溫度傳感元件。結(jié)合實(shí)驗(yàn)室器件,設(shè)計(jì)了一個(gè)利用光纖光柵監(jiān)測(cè)應(yīng)力以及溫度的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了光纖光柵的基本特性,實(shí)現(xiàn)了應(yīng)力及溫度的監(jiān)測(cè)。通過自行搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析吻合。