光纖

光纖簡(jiǎn)介

　　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（light emitting 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(zhǎng)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(méi)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)的粗細(xì)相當(dāng)。而單模光纖芯的直徑為8μm~10μm。芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套， 以使光纖保持在芯內(nèi)。再外面的是一層薄的塑料外套，用來(lái)保護(hù)封套。光纖通常被扎成束，外面有外殼保護(hù)。 纖芯通常是由石英玻璃制成的橫截面積很小的雙層同心圓柱體，它質(zhì)地脆,易斷裂,因此需要外加一保護(hù)層。
 

光導(dǎo)纖維的發(fā)明和使用

　　1870年的一天，英國(guó)物理學(xué)家丁達(dá)爾到皇家學(xué)會(huì)的演講廳講光的全反射原理，他做了一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)：在裝滿水的木桶上鉆個(gè)孔，然后用燈從桶上邊把水照亮。結(jié)果使觀眾們大吃一驚。人們看到，放光的水從水桶的小孔里流了出來(lái)，水流彎曲，光線也跟著彎曲，光居然被彎彎曲曲的水俘獲了。

　　人們?cè)?jīng)發(fā)現(xiàn)，光能沿著從酒桶中噴出的細(xì)酒流傳輸；人們還發(fā)現(xiàn)，光能順著彎曲的玻璃棒前進(jìn)。這是為什么呢？難道光線不再直進(jìn)了嗎？這些現(xiàn)象引起了丁達(dá)爾的注意，經(jīng)過(guò)他的研究，發(fā)現(xiàn)這是全反射的作用，即光從水中射向空氣，當(dāng)入射角大于某一角度時(shí)，折射光線消失，全部光線都反射回水中。表面上看，光好像在水流中彎曲前進(jìn)。實(shí)際上，在彎曲的水流里，光仍沿直線傳播，只不過(guò)在內(nèi)表面上發(fā)生了多次全反射，光線經(jīng)過(guò)多次全反射向前傳播。

　　后來(lái)人們?cè)斐鲆环N透明度很高、粗細(xì)像蜘蛛絲一樣的玻璃絲──玻璃纖維，當(dāng)光線以合適的角度射入玻璃纖維時(shí)，光就沿著彎彎曲曲的玻璃纖維前進(jìn)。由于這種纖維能夠用來(lái)傳輸光線，所以稱它為光導(dǎo)纖維。

　　光導(dǎo)纖維可以用在通信技術(shù)里。1979年9月，一條3．3公里的120路光纜通信系統(tǒng)在北京建成，幾年后上海、天津、武漢等地也相繼鋪設(shè)了光纜線路，利用光導(dǎo)纖維進(jìn)行通信。

　　利用光導(dǎo)纖維進(jìn)行的通信叫光纖通信。一對(duì)金屬電話線至多只能同時(shí)傳送一千多路電話，而根據(jù)理論計(jì)算，一對(duì)細(xì)如蛛絲的光導(dǎo)纖維可以同時(shí)通一百億路電話！鋪設(shè)1000公里的同軸電纜大約需要500噸銅，改用光纖通信只需幾公斤石英就可以了。沙石中就含有石英，幾乎是取之不盡的。

　　另外，利用光導(dǎo)纖維制成的內(nèi)窺鏡，可以幫助醫(yī)生檢查胃、食道、十二指腸等的疾病。光導(dǎo)纖維胃鏡是由上千根玻璃纖維組成的軟管，它有輸送光線、傳導(dǎo)圖像的本領(lǐng)，又有柔軟、靈活，可以任意彎曲等優(yōu)點(diǎn)，可以通過(guò)食道插入胃里。光導(dǎo)纖維把胃里的圖像傳出來(lái)，醫(yī)生就可以窺見(jiàn)胃里的情形，然后根據(jù)情況進(jìn)行診斷和治療。

　　就在剛剛公布的2009年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者中，有“光纖之父”的華裔科學(xué)家高錕，憑借在光纖領(lǐng)域的卓著研究而獲得此殊榮
 

光纖傳輸優(yōu)點(diǎn)

　　直到1960年，美國(guó)科學(xué)家Maiman發(fā)明了世界上第一臺(tái)激光器后，為光通訊提供了良好的光源。隨后二十多年，人們對(duì)光傳輸介質(zhì)進(jìn)行了攻關(guān)，終于制成了低損耗光纖，從而奠定了光通訊的基石。從此，光通訊進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段。

　　光纖傳輸有許多突出的優(yōu)點(diǎn)：

　　1．頻帶寬

　　頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小。載波的頻率越高，可以傳輸信號(hào)的頻帶寬度就越大。在VHF頻段，載波頻率為48．5MHz～300Mhz。帶寬約250MHz，只能傳輸27套電視和幾十套調(diào)頻廣播?？梢?jiàn)光的頻率達(dá)100000GHz，比VHF頻段高出一百多萬(wàn)倍。盡管由于光纖對(duì)不同頻率的光有不同的損耗，使頻帶寬度受到影響，但在最低損耗區(qū)的頻帶寬度也可達(dá)30000GHz。目前單個(gè)光源的帶寬只占了其中很小的一部分(多模光纖的頻帶約幾百兆赫，好的單模光纖可達(dá)10GHz以上)，采用先進(jìn)的相干光通信可以在30000GHz范圍內(nèi)安排2000個(gè)光載波，進(jìn)行波分復(fù)用，可以容納上百萬(wàn)個(gè)頻道。

　　2．損耗低

　　在同軸電纜組成的系統(tǒng)中，最好的電纜在傳輸800MHz信號(hào)時(shí)，每公里的損耗都在40dB以上。相比之下，光導(dǎo)纖維的損耗則要小得多，傳輸1、31um的光，每公里損耗在0．35dB以下若傳輸1．55um的光，每公里損耗更小，可達(dá)0．2dB以下。這就比同軸電纜的功率損耗要小一億倍，使其能傳輸?shù)木嚯x要遠(yuǎn)得多。此外，光纖傳輸損耗還有兩個(gè)特點(diǎn)，一是在全部有線電視頻道內(nèi)具有相同的損耗，不需要像電纜干線那樣必須引人均衡器進(jìn)行均衡；二是其損耗幾乎不隨溫度而變，不用擔(dān)心因環(huán)境溫度變化而造成干線電平的波動(dòng)。

　　3．重量輕

　　因?yàn)楣饫w非常細(xì)，單模光纖芯線直徑一般為4um～10um，外徑也只有125um，加上防水層、加強(qiáng)筋、護(hù)套等，用4～48根光纖組成的光纜直徑還不到13mm，比標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜的直徑47mm要小得多，加上光纖是玻璃纖維，比重小，使它具有直徑小、重量輕的特點(diǎn)，安裝十分方便。

　　4．抗干擾能力強(qiáng)

　　因?yàn)楣饫w的基本成分是石英，只傳光，不導(dǎo)電，不受電磁場(chǎng)的作用，在其中傳輸?shù)墓庑盘?hào)不受電磁場(chǎng)的影響，故光纖傳輸對(duì)電磁干擾、工業(yè)干擾有很強(qiáng)的抵御能力。也正因?yàn)槿绱?，在光纖中傳輸?shù)男盘?hào)不易被竊聽(tīng)，因而利于保密。

　　5．保真度高

　　因?yàn)楣饫w傳輸一般不需要中繼放大，不會(huì)因?yàn)榉糯笠诵碌姆蔷€性失真。只要激光器的線性好，就可高保真地傳輸電視信號(hào)。實(shí)際測(cè)試表明，好的調(diào)幅光纖系統(tǒng)的載波組合三次差拍比C／CTB在70dB以上，交調(diào)指標(biāo)cM也在60dB以上，遠(yuǎn)高于一般電纜干線系統(tǒng)的非線性失真指標(biāo)。

　　6．工作性能可靠

　　我們知道，一個(gè)系統(tǒng)的可靠性與組成該系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量有關(guān)。設(shè)備越多，發(fā)生故障的機(jī)會(huì)越大。因?yàn)楣饫w系統(tǒng)包含的設(shè)備數(shù)量少(不像電纜系統(tǒng)那樣需要幾十個(gè)放大器)，可靠性自然也就高，加上光纖設(shè)備的壽命都很長(zhǎng)，無(wú)故障工作時(shí)間達(dá)50萬(wàn)～75萬(wàn)小時(shí)，其中壽命最短的是光發(fā)射機(jī)中的激光器，最低壽命也在10萬(wàn)小時(shí)以上。故一個(gè)設(shè)計(jì)良好、正確安裝調(diào)試的光纖系統(tǒng)的工作性能是非常可靠的。

　　7．成本不斷下降

　　目前，有人提出了新摩爾定律，也叫做光學(xué)定律（Optical Law）。該定律指出，光纖傳輸信息的帶寬，每6個(gè)月增加1倍，而價(jià)格降低1倍。光通信技術(shù)的發(fā)展，為Internet寬帶技術(shù)的發(fā)展奠定了非常好的基礎(chǔ)。這就為大型有線電視系統(tǒng)采用光纖傳輸方式掃清了最后一個(gè)障礙。由于制作光纖的材料(石英)來(lái)源十分豐富，隨著技術(shù)的進(jìn)步，成本還會(huì)進(jìn)一步降低；而電纜所需的銅原料有限，價(jià)格會(huì)越來(lái)越高。顯然，今后光纖傳輸將占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，成為建立全省、以至全國(guó)有線電視網(wǎng)的最主要傳輸手段。
 

光纖結(jié)構(gòu)原理

　　光導(dǎo)纖維是由兩層折射率不同的玻璃組成。內(nèi)層為光內(nèi)芯，直徑在幾微米至幾十微米，外層的直徑0.1～0.2mm。一般內(nèi)芯玻璃的折射率比外層玻璃大1％。根據(jù)光的折射和全反射原理,當(dāng)光線射到內(nèi)芯和外層界面的角度大于產(chǎn)生全反射的臨界角時(shí)，光線透不過(guò)界面，全部反射。這時(shí)光線在界面經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的全反射，以鋸齒狀路線在內(nèi)芯向前傳播，最后傳至纖維的另一端。這種光導(dǎo)纖維屬皮芯型結(jié)構(gòu)。若內(nèi)芯玻璃折射率是均勻的，在界面突然變化降低至外層玻璃的折射率，稱為階躍型結(jié)構(gòu)。如內(nèi)芯玻璃斷面折射率從中心向外變化到低折射率的外層玻璃，稱為梯度型結(jié)構(gòu)。外層玻璃具有光絕緣性和防止內(nèi)芯玻璃受污染。另一類光導(dǎo)纖維稱自聚焦型結(jié)構(gòu)，它好似由許多微雙凸透鏡組合而成，迫使入射光線逐漸自動(dòng)地向中心方向會(huì)聚，這類纖維中心的折射率最高，向四周連續(xù)均勻地減少，至邊緣為最低。
 

光纖的種類：

A.按光在光纖中的傳輸模式可分為：?jiǎn)文９饫w和多模光纖。

　　多模光纖：中心玻璃芯較粗（50或62.5μm），可傳多種模式的光。但其模間色散較大，這就限制了傳輸數(shù)字信號(hào)的頻率，而且隨距離的增加會(huì)更加嚴(yán)重。例如：600MB/KM的光纖在2KM時(shí)則只有300MB的帶寬了。因此，多模光纖傳輸?shù)木嚯x就比較近，一般只有幾公里。單模光纖：中心玻璃芯較細(xì)（芯徑一般為9或10μm），只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用于遠(yuǎn)程通訊，但其色度色散起主要作用，這樣單模光纖對(duì)光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩(wěn)定性要好。
　　

B.按最佳傳輸頻率窗口分：常規(guī)型單模光纖和色散位移型單模光纖。

　　常規(guī)型：光纖生產(chǎn)廠家將光纖傳輸頻率最佳化在單一波長(zhǎng)的光上，如1300nm。
　　色散位移型：光纖生產(chǎn)長(zhǎng)家將光纖傳輸頻率最佳化在兩個(gè)波長(zhǎng)的光上，如：1300nm和1550nm。
 

C.按折射率分布情況分：突變型和漸變型光纖。

　　突變型：光纖中心芯到玻璃包層的折射率是突變的。其成本低，模間色散高。適用于短途低速通訊，如：工控。但單模光纖由于模間色散很小，所以單模光纖都采用突變型。
　　漸變型光纖：光纖中心芯到玻璃包層的折射率是逐漸變小，可使高模光按正弦形式傳播，這能減少模間色散，提高光纖帶寬，增加傳輸距離，但成本較高，現(xiàn)在的多模光纖多為漸變型光纖。
 

通信光纖主要分類:

1）傳輸點(diǎn)模數(shù)類

　　傳輸點(diǎn)模數(shù)類分單模光纖(Single Mode Fiber)和多模光纖(Multi Mode Fiber)。單模光纖的纖芯直徑很小, 在給定的工作波長(zhǎng)上只能以單一模式傳輸,傳輸頻帶寬,傳輸容量大。多模光纖是在給定的工作波長(zhǎng)上,能以多個(gè)模式同時(shí)傳輸?shù)墓饫w。 與單模光纖相比,多模光纖的傳輸性能較差。

2)折射率分布類

　　折射率分布類光纖可分為階躍（SI）型光纖和漸變（GI）型光纖兩種。跳變式光纖纖芯的折射率和保護(hù)層的折射率都是一個(gè)常數(shù)。 在纖芯和保護(hù)層的交界面,折射率呈階梯型變化。漸變式光纖纖芯的折射率隨著半徑的增加按一定規(guī)律減小, 在纖芯與保護(hù)層交界處減小為保護(hù)層的折射率。纖芯的折射率的變化近似于拋物線。。GI型的折射率以纖芯中心為最高，沿向包層徐徐降低。從幾何光學(xué)角度來(lái)看，在纖芯中前進(jìn)的光束呈現(xiàn)以蛇行狀傳播。由于，光的各個(gè)路徑所需時(shí)間大致相同。所以，傳輸容量較SI型大。SI型MMF光纖的折射率分布，纖芯折射率的分布是相同的，但與包層的界面呈階梯狀。由于SI型光波在光纖中的反射前進(jìn)過(guò)程中，產(chǎn)生各個(gè)光路徑的時(shí)差，致使射出光波失真，色激較大。其結(jié)果是傳輸帶寬變窄，目前SI型MMF應(yīng)用較少
 

光纖的模式-單模與多模光纖

　　光纖可以支持一個(gè)或幾個(gè)（有時(shí)甚至許多） 傳導(dǎo)模式 ，這些模式的強(qiáng)度分布位于纖芯及其周圍，不過(guò)也會(huì)有一些光強(qiáng)在包層中傳導(dǎo)。此外，還有眾多的包層模 ，它們并沒(méi)有被約束在纖芯周圍。通常包層模傳輸一小段距離后就會(huì)損耗掉，但是在某些情況下也可以傳輸更長(zhǎng)的距離。在包層外通常還有一個(gè)起保護(hù)作用的聚合物涂覆層，它能夠改進(jìn)光纖的機(jī)械強(qiáng)度、防止潮濕、并確保包層模具有一定的損耗。這些涂覆層可由如丙烯酸酯，硅樹(shù)脂或聚酰亞胺等材料組成。

單模和多模光纖的重要的區(qū)別是：

　　單模光纖這是指在工作波長(zhǎng)中，只能傳輸一個(gè)傳播模式的光纖，通常簡(jiǎn)稱為單模光纖（SMF：Single ModeFiber）。目前，在有線電視和光通信中，是應(yīng)用最廣泛的光纖。由于，光纖的纖芯很細(xì)（約10pm）而且折射率呈階躍狀分布，當(dāng)歸一化頻率V參數(shù)＜2.4時(shí)，理論上，只能形成單模傳輸。另外，SMF沒(méi)有多模色散，不僅傳輸頻帶較多模光纖更寬，再加上SMF的材料色散和結(jié)構(gòu)色散的相加抵消，其合成特性恰好形成零色散的特性，使傳輸頻帶更加拓寬。SMF中，因摻雜物不同與制造方式的差別有許多類型。凹陷型包層光纖（DePr-essed Clad Fiber），其包層形成兩重結(jié)構(gòu)，鄰近纖芯的包層，較外倒包層的折射率還低。另外，有匹配型包層光纖，其包層折射率呈均勻分布。。

　　多模光纖有更大的纖芯和（或）更大的纖芯包層折射率差，因此它們支持不同強(qiáng)度的分布的多種模式。多模光纖將光纖按工作波長(zhǎng)以其傳播可能的模式為多個(gè)模式的光纖稱作多模光纖（MMF：MUlti ModeFiber）。纖芯直徑為50pm，由于傳輸模式可達(dá)幾百個(gè)，與SMF相比傳輸帶寬主要受模式色散支配。由于MMF較SMF的芯徑大且與LED等光源結(jié)合容易，在眾多LAN中更有優(yōu)勢(shì)。所以，在短距離通信領(lǐng)域中MMF仍在重新受到重視。

　　長(zhǎng)距離光纖通信系統(tǒng)通常使用單模光纖，因?yàn)椴煌哪Ｊ接胁煌核俣?，在高速?shù)據(jù)傳輸時(shí)將導(dǎo)致信號(hào)失真（ 見(jiàn)模間色散 ） 。但是對(duì)于較短距離的數(shù)據(jù)傳輸，使用多模光纖能降低對(duì)光源和準(zhǔn)直器件的要求。因此，在局域網(wǎng)（ LANs ）中 ，除非需要提供非常高的帶寬，通常使用的多模光纖。

　　單模光纖通常也用于光纖激光器和放大器 。多模光纖常用于當(dāng)光源的光束質(zhì)量比較低且（或）需要大模場(chǎng)面積以傳遞高功率激光時(shí)的傳輸。

　　光纖中不同的模式可以通過(guò)多種效應(yīng)發(fā)生耦合，如彎曲或不規(guī)則的折射率分布。它們可能是無(wú)意引入的，也可能是有意引入的，如光纖布喇格光柵 。波導(dǎo)理論表明，波數(shù)差是影響不同模式之間耦合的重要因素，要實(shí)現(xiàn)有效的耦合，它必須與導(dǎo)致耦合的擾動(dòng)的空間頻率相匹配
 

光纖系統(tǒng)的運(yùn)用

　　多股光導(dǎo)纖維做成的光纜可用于通信，它的傳導(dǎo)性能良好，傳輸信息容量大，一條通路可同時(shí)容納數(shù)十人通話；可以同時(shí)傳送數(shù)十套電視節(jié)目，供自由選看。光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡可導(dǎo)入心臟和腦室，測(cè)量心臟中的血壓、血液中氧的飽和度、體溫等。用光導(dǎo)纖維連接的激光手術(shù)刀已在臨床應(yīng)用，并可用作光敏法治癌。

　　光導(dǎo)纖維可以把陽(yáng)光送到各個(gè)角落，還可以進(jìn)行機(jī)械加工。計(jì)算機(jī)、機(jī)器人、汽車配電盤等也已成功地用光導(dǎo)纖維傳輸光源或圖像。如與敏感元件組合或利用本身的特性,則可以做成各種傳感器,測(cè)量壓力、流量、溫度、位移、光澤和顏色等。在能量傳輸和信息傳輸方面也獲得廣泛的應(yīng)用。

　　高分子光導(dǎo)纖維開(kāi)發(fā)之初，僅用于汽車照明燈的控制和裝飾?，F(xiàn)在主要用于醫(yī)學(xué)、裝飾、汽車、船舶等方面，以顯示元件為主。在通信和圖像傳輸方面，高分子光導(dǎo)纖維的應(yīng)用日益增多，工業(yè)上用于光導(dǎo)向器、顯示盤、標(biāo)識(shí)、開(kāi)關(guān)類照明調(diào)節(jié)、光學(xué)傳感器等，同時(shí)也用在裝飾顯示、廣告顯示。
 

光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)

　　光網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)類型有星形、總線形（含環(huán)形）和樹(shù)形等3種，可組合成各種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。光網(wǎng)絡(luò)可橫向分割為核心網(wǎng)、城域／本地網(wǎng)和接入網(wǎng)。核心網(wǎng)傾向于采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，城域／本地網(wǎng)多采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，接入網(wǎng)將是環(huán)形和星形相結(jié)合的復(fù)合結(jié)構(gòu)。光網(wǎng)絡(luò)可縱向分層為客戶層、光通道層（OCH）、光復(fù)用段層（OMS）和光傳送段層（OTS）等層。兩個(gè)相鄰層之間構(gòu)成客戶／服務(wù)層關(guān)系。

　　客戶層：由各種不同格式的客戶信號(hào)（如SDH、PDH、ATM、IP等）組成.

　　光通道層：為透明傳送各種不同格式的客戶層信號(hào)提供端到端的光通路聯(lián)網(wǎng)功能，這一層也產(chǎn)生和插入有關(guān)光通道配置的開(kāi)銷，如波長(zhǎng)標(biāo)記、端口連接性、載荷標(biāo)志（速率、格式、線路碼）以及波長(zhǎng)保護(hù)能力等，此層包含OXC和OADM相關(guān)功能.

　　光復(fù)用段層：為多波長(zhǎng)光信號(hào)提供聯(lián)網(wǎng)功能，包括插入確保信號(hào)完整性的各種段層開(kāi)銷，并提供復(fù)用段層的生存性，波長(zhǎng)復(fù)用器和高效交叉連接器屬于此層.

　　光傳送段層：為光信號(hào)在各種不同的光媒體（如G．652、G.653、G.655光纖）上提供傳輸功能，光放大器所提供的功能屬于此層。

　　從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，光網(wǎng)絡(luò)將沿著"干線網(wǎng)→本地網(wǎng)→城域網(wǎng)→接入網(wǎng)→用戶駐地網(wǎng)"的次序逐步滲透。
 

特殊類型的光纖

　　所謂的雙包層光纖有一個(gè)單模纖芯和一個(gè)多模的內(nèi)包層，內(nèi)包層用于傳輸高功率光纖激光器或放大器的泵浦光。

　　保偏光纖有各種類型，但基本上都是通過(guò)引入高雙折射來(lái)實(shí)現(xiàn)的 。線偏振光的偏振方向與光纖一個(gè)雙折射軸方向相同時(shí)，其在光纖中傳輸可以保持初始的偏振狀態(tài)。此外還有單偏振光纖（起偏光纖），它的一個(gè)偏振方向具有很高的損耗。

　　光子晶體光纖又稱微結(jié)構(gòu)光纖或多孔光纖，是一種特殊類型的光纖。這種光纖常由單一材料構(gòu)成（通常是石英），包含非常小的空氣孔（直徑可在1 μm以下），這種光纖可利用堆砌毛細(xì)管形成帶孔的預(yù)制棒進(jìn)行制造。通過(guò)改變空氣孔的排布方式，光纖可具有非常不同的特性，例如：

•非常大或小模場(chǎng)面積，從而導(dǎo)致極弱或極強(qiáng)的非線性 ；
•在非常大的波長(zhǎng)范圍單模傳導(dǎo)（ 無(wú)截止單模光纖 ）
•把光場(chǎng)主要約束在空氣孔中傳導(dǎo)（ 空氣傳導(dǎo)光子帶隙光纖 ）
•不尋常的色散特性，如在可見(jiàn)光區(qū)域?qū)崿F(xiàn)反常色散

　　目前光子晶體光纖已在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域獲得關(guān)注，包括特殊的非線性光纖設(shè)備，工作在短波長(zhǎng)區(qū)域的孤子光纖激光器和高功率光纖放大器 。

　　雖然大多數(shù)光纖纖芯由各種二氧化硅（例如鍺硅酸鹽玻璃或鋁硅酸鹽玻璃）構(gòu)成 ，但也可以使用其他的玻璃材料，如：

•磷酸鹽玻璃主要用于光纖放大器和激光器 （由于不易發(fā)生淬滅，可以可實(shí)現(xiàn)稀土離子的高濃度摻雜）
•硫系玻璃（硫化物，碲化物或硒化物玻璃）具有小聲子能量，主要用于中紅外應(yīng)用
•氟化物玻璃也具有小聲子能量，用于中紅外和上轉(zhuǎn)換激光器

　　低成本多模光纖可采用廉價(jià)的聚合物材料（塑料光纖 ，POF），這種光纖能夠采用簡(jiǎn)單的擠壓方法制造，即使在大直徑的情況下仍具有較高的耐用性和靈活性。塑料光纖常用于中等速率的光數(shù)據(jù)傳輸，預(yù)計(jì)將在消費(fèi)市場(chǎng)（如家庭網(wǎng)絡(luò)）、汽車和飛機(jī)制造業(yè)等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在即使是光子晶體光纖也可以利用聚合物制造。一些聚合物光纖還可用于傳輸太赫茲波。

　　在某些情況下，光纖可采用某些晶體材料如藍(lán)寶石制成。但這些光纖通常不靈活，可以被看作是使用波導(dǎo)傳播細(xì)柱（中心可以有或沒(méi)有纖芯結(jié)構(gòu)） 。它們可用于極高功率光纖激光器和放大器 。
 

光纖生產(chǎn)方法

　?、俟馨舴ǎ簩?nèi)芯玻璃棒插入外層玻璃管中（盡量緊密），熔融拉絲；

　?、陔p坩堝法：在兩個(gè)同心鉑坩堝內(nèi)，將內(nèi)芯和外層玻璃料分別放入內(nèi)、外坩堝中；

　　③分子填充法：將微孔石英玻璃棒浸入高折射率的添加劑溶液中，得所需折射率分布的斷面結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行拉絲操作，它的工藝比較復(fù)雜。在光導(dǎo)纖維通信中還可用內(nèi)外氣相沉積法等，以保證能制造出光損耗率低的光導(dǎo)纖維。光導(dǎo)纖維應(yīng)用時(shí)還要做成光纜，它是由數(shù)根光導(dǎo)纖維合并先組成光導(dǎo)纖維芯線，外面被覆塑料皮，再把光導(dǎo)纖維芯線組合成光纜，其中光導(dǎo)纖維的數(shù)目可以從幾十到幾百根，最大的達(dá)到4000根。
光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)