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摘 要

该文前部分主要对光纤的产生以及光纤的基本性能进行了简单的介绍。中间部分以单模光纤为例，讲述了在单模光纤的几何模型基础上，利用简单的弯曲损耗公式，对单模光纤的弯曲损耗与波长以及弯曲半径的关系进行简单的研究。并对单模光纤的弯曲损耗进行测量分析。最后该文谈论了光纤在生活中的一些应用。光纤在生活中给人们带来了很多方便，还有带来了很多精彩。

关 键 词： 单模光纤，弯曲损耗，弯曲半径，波长。

Abstract： First of this article introduced fiber production and fiber basic properties . Second of this article what an example to single-mode fiber ,give an account of based on the geometric model of singe-mode fiber a simple is adopted for analyzing the relation between the bending loss of single-mode fiber and the radius of curvature, and therelation between the bending loss of single-mode fiber and the wavelength.and quantitative analysis on bendingloss of single-mode fiber. last of the article tell about apply to fiber in the real world. Fiber to bring convenience to what in the real life and a lot of wonderful.

Keywords: single-mode fiber, bending loss, radius of cur.

目 录

1 绪论 5

2 光纤 5

2.1 光纤的由来 5

2.2 什么是光纤 5

2.3 光纤的制造材料 6

2.4 光纤的特点和主要作用 6

2.5 光纤的基本结构和实物 7

3 单模光纤的弯曲损耗的研究 7

3.1 单模光纤弯曲损耗的基本概念 8

3.2 弯曲损耗与弯曲半径的关系 9

3.3 弯曲损耗与波长的关系 11

4 光纤在生活中的应用 11

4.1 光纤在光纤通信中的应用 12

4.2 光纤传感器的应用 13

4.3 光纤照明的应用 15

5 结论 16

6 参考文献 17

1 绪论

光纤通信是如今通信网的主要传输方法，光纤的发展过程只有短短的二十年，已经变化了很多，经历了三个阶段包括短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤。使用光纤通信是通信长河中的一次重大革命，20多个国家已经宣称不再建造电缆通信线路，而投身于大力发展光纤通信。中国光纤通信也发展的非常迅速已进入使用阶段。

光纤是光源发出的光信号传输的物质媒介，其本身特性会直接影响传输系统的带宽和传输距离的长短。目前已开发出的不同特性光纤开始渐渐不能适应时代的要求，在如今高速率的信息传输的年代，设计出新型光纤已经成为构建新一代电信网的重要基础。人们在这方面不断的探索和前进着。

2 光纤

2. 1光纤的由来

在漫长的历史岁月里，人们遇到了很多奇怪的现象，比如光能沿着从喷泉喷出的水传输以及光能在着曲折的玻璃棒前行。人们不明白这样的现象？人们便有了问题“难道光线不直线前进了吗？“这些现象受到了科学家们的关注，经过他们的不断研究，发现了这些现象是因为“全反射”，也就是光从水里射入空气，当入射角大于某一时刻的角度，折射光线就会不存在，所有的光线都会反射回水里。表面上看来光好像是在水流中弯曲前行。实际上是水本身就是弯曲的，光在水里弯曲前行。光线仍然沿直线传播，只不过是在内表面上发生很多次全反射，光线经过多次全反射向前传播，就形成了人们所看到的现象。

在此基础上，经过科学家们的不断思考和研究，人们发明了一种透明度高、粗细不一的玻璃丝即玻璃纤维，每当光线以适合的角度射入玻璃纤维时，光就能顺着曲折的玻璃纤维前行。由于光线能够在这种玻璃纤维传输，所以称为光导纤维。

2. 2 什么是光纤

光导纤维简称为光纤，是一种光传导工具，其原理是利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理。简单的说也就是一种光信号传输的媒介。

光纤是无法单独使用的，必须使用其他保护方法。纤细的光纤包装在塑料保护套里，使其能够自由弯曲而不会断裂，光纤的绝缘层和保护层可以防止周边环境对光纤的损害。光纤前是光发生器，光纤的发射装置一般用发光二极管（LED）或者半导体激光器发出的一束光，将光脉冲传送到光纤，光纤后是光接收器，接收装置一般用光敏元件制作而成的接收器，来接收光脉冲。光在光导纤维的传导损耗与电在电线传导的损耗相比前者损耗要

低很多，这样光纤就被用作长距离的信息传递的媒介。人们常常把光纤与光缆两个名词会混淆.其实区别很明显，多数光纤在使用前必须由几层保护结构涂覆,有了涂覆层的缆线被称为光缆。

2．3光纤的制造材料

（1）石英玻璃光纤 

高折射率的纯石英玻璃（SiO₂）是石英玻璃光纤纤芯的制作材料，包层则是以低折射率的有机或无机材料的光学纤维作为材料。这种光纤数值孔径大、纤芯直径径大、机械强度高、扭曲程度高以及容易耦合等优点，所以在光谱分析、传感、测量技术、激光医疗、激光传输、光信号传输和光纤照明等领域被极为广泛的运用。特别是工业和医学中的激光传输得到了大量的使用，这是其他种类的光纤无法与之相比较的。

(2）氟化物光纤 

氟化物玻璃制作的光纤称为氟化物光纤。氟化物大致的包括氟化铝、氟化钠、氟化钡以及氟化镧等等。

（3）复合光纤   

复合光纤是以纯石英玻璃（sio₂）为原料，再在其中加入适当混合物，例如氧化钠（na₂o）、氧化钾（K₂O₂）、氧化硼（B₂O₂）等氧化物多钟成分玻璃制作的光纤。这种光纤的特点是纤芯和包层的折射率差别较大，还有可以更好的软化。这使得其在医疗业务的光纤内窥镜得以广泛使用。

（4）碳涂层光纤   

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