光纤传输及光纤熔接技术

光前传输及光纤熔接技术毕业设计报告 光纤传输及光纤熔接技术Optical transmission and optical fiber fusion technology系部：电气工程系专 业： 机电一体化班级：机电082姓名： 韩召胜指导教师：汤煊琳学号：0802043235摘要 光纤传输具有传输频带宽、通信容量大、损耗低、不受电磁干扰、光缆直径小、重量轻、原材料来源丰富等优点，因而正成为新的传输媒介。光在光纤中传输时会产生损耗，这种损耗主要是由光纤自身的传输损耗和光纤接头处的熔接损耗组成。光缆一经定购，其光纤自身的传输损耗也基本确定，而光纤接头处的熔接损耗则与光纤的本身及现场施工有关。努力降低光纤接头处的熔接损耗，则可增大光纤中继放大传输距离和提高光纤链路的衰减裕量。关键词：光纤； 熔接； 接续； AbstractOptical transmission with a transmission frequency bandwidth, large capacity, low loss, from electromagnetic interference, small cable diameter, light weight, the advantages of rich source of raw materials, which is becoming a new transmission medium. Optical transmission in optical fibers will have wear and tear, such a loss mainly by its own fiber-optic and optical transmission loss of the weld joint of the composition of wear and tear. Order by fiber optic cable, the fiber itself is also essential to determine transmission loss, and fiber loss of fusion joint with the fiber itself and the construction of the site. Joint efforts to reduce the optical loss of the weld can increase fiber transmission distance relay to enlarge and improve the fiber-optic link attenuation margin.Key words: optical fiber; welding; follow-up; 目录中文摘要2英文摘要31 绪论 1.1 光纤的发展概况5 1.2 论文的主要工作62 光纤和光源 2.1 引言7 2.2 He-Ne 激光器工作原理7 2.3 光纤的基本知识83 光纤传输 3.1 光纤传输材料10 3.2 光纤传输过程10 3.3 光纤传输特性10 3.4 光纤传输的特点优势及传输原理11 3.5 单，多模光纤传输设备的原理124 光纤熔接技术 4.1 光纤接续 4.1.1 端面的制备14 4.1.2 光纤熔接15 4.1.3 盘纤15 4.1.4 光缆接续质量的确保16 4.2 光纤熔接损耗 4.2.1 影响光纤熔接损耗的主要因素16 4.2.2 降低光纤熔接损耗的措施17 4.2.3 光纤接续电损耗的测量18 4.3 降低光纤接头熔接损耗的方法 4.3.1光纤接头馆接损耗的概念19 4.3.2光纤接头熔接损耗的测量19 4.3.3影响光纤接头熔接损耗的主要因素21 4.3.4降低光纤接头熔接损耗的方法21 4.3.5结束语24 5 参考文献25 6 致谢 .26 第一章 绪论 1.1 光纤的发展概况 光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。光导纤维由前香港中文大学校长高锟发明。微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。通常，光纤的一端的发射装置使用发光二极管（light emitting diode,LED）或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。在日常生活中，由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤被用作长距离的信息传递。通常光纤与光缆两个名词会被混淆.多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆.光纤外层的保护结构可防止周遭环境对光纤的伤害,如水,火,电击等.光缆分为:光纤,缓冲层及披覆.光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中，芯的直径是15m50m， 大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8m10m。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套， 以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。 纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。原始形式的光通信是通过中国古代的“烽火台”报警，欧洲人用旗语传送信息。1880年，美国人贝尔(Bell)发明了用光波作载波传送话音的“光电话”。贝尔光电话是现代光通信的雏型。1960年，美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红宝石激光器， 给光通信带来了新的希望。激光器的发明和应用，使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。 在这个时期，美国麻省理工学院利用He - Ne激光器和CO2激光器进行了大气激光通信试验。由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质， 对光通信的研究曾一度走入了低潮。 1966年，英籍华裔学者高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤(Optical Fiber)进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信光纤通信的基础。通过“原材料的提纯制造出适合于长距离通信使用的低损耗光纤”这一发展方向 1970年，美国康宁(Corning)公司研制成功损耗20dB/km的石英光纤。把光纤通信的研究开发推向一个新阶段。1972年，康宁公司高纯石英多模光纤损耗降低到4 dB/km。 1973 年，美国贝尔(Bell)实验室的光纤损耗降低到2.5dB/km。1974 年降低到1.1dB/km。 1976 年，日本电报电话(NTT)公司将光纤损耗降低到0.47 dB/km(波长1.2m)。在以后的 10 年中，波长为1.55 m的光纤损耗： 1979 年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986 年是0.154 dB/km， 接近了光纤最低损耗的理论极限。 1970年，美国贝尔实验室、日本电气公司(NEC)和前苏联先后，研制成功室温下连续振荡的镓铝砷(GaAlAs)双异质结半导体激光器(短波长)。虽然寿命只有几个小时，但它为半导体激光器的发展奠定了基础。 1973 年，半导体激光器寿命达到7000小时。 1976年，日本电报电话公司研制成功发射波长为1.3 m的铟镓砷磷(InGaAsP)激光器。 1977 年，贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到10万小时。 1979年美国电报电话(AT&T)公司和日本电报电话公司研制成功发射波长为1.55 m的连续振荡半导体激光器。 1976 年，美国在亚特兰大(Atlanta)进行了世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验。 1980 年，美国标准化FT - 3光纤通信系统投入商业应用。 1976 年和 1978 年，日本先后进行了速率为34 Mb/s的突变型多模光纤通信系统， 以及速率为100 Mb/s的渐变型多模光纤通信系统的试验。 1983年敷设了纵贯日本南北的光缆长途干线。 随后，由美、日、 英、法发起的第一条横跨大西洋 TAT-8海底光缆通信系统于1988年建成。 第一条横跨太平洋 TPC-3/HAW-4 海底光缆通信系统于1989年建成。从此，海底光缆通信系统的建设得到了全面展开，促进了全球通信网的发展。 1.2 论文的主要工作 1. 介绍光纤传输的基本理论。2 .介绍光纤熔接技术的基本知识和使用方法。 第二章 光纤和光源 2.1 引言 氦氖激光器是最先制成的一种气体激光器，它以连续激励的方式进行运转，在可见光和红外光区里产生许多波长的激光谱线。又由于氦氖激光器的输出功率和频率能控制得很稳定，所以氦氖激光器已在许多工业生产部门和研究单位得到应用。例如在精密计量中的干涉测长、精密定位刻线、流体的速度和流量的测量以及激光散斑检测等方面都已发挥了很大的作用，它是现有气体激光器中应用得最广泛的一种激光器。 氦氖激光器的工作寿命长，借助调节放大电流的大小，使功率的稳定性达到30 秒内的误差为0.01，十分钟内的误差为0.015