光纤及其制造技术分析
光纤通信技术的快速发展加快了光经济的速度；光纤通信技术的到来。为了适应超高速通信技术和互联网的快速发展，超宽带、大容量通信系统要求的母亲，除了光有源器件和无源器件更好的发展，新的纤维材料还需要超低损耗的发展，长波长的窗口，和新的纤维结构更加合理和先进的制造process.cvd（化学气相沉积）、CVD（化学气相沉积）杆，PCVD（等离子体化学气相沉积）和VAD（轴向V水汽沉积）都是正确的方法，光学纤维的生产。光纤材料
基于光纤工作在0.8mu SiO2，m-1.6mu和m的近红外波段。目前的最低理论损耗为0.16dB /公里1550nm波长，这是接近最低的损失限制石英光纤理论。如果工作波长的增加，衰减常数增大，由于红外吸收的影响。因此，许多科学家一直在寻找超长波长光纤材料（2mu；M）窗口。目前主要有两种材料，即非石英玻璃材料和晶体材料。晶体纤维材料主要包括氯化银、溴化银、KBr、CsBr、KRS-5。目前，对氯化银单晶光纤的最低损耗10.6mu，m波长0.1dB / km.therefore，我们需要寻求新的材料来满足超宽带宽需求的光纤、超低损耗、高码速率通信。
氟化物玻璃光纤是目前研究最多的超低损耗光纤的远红外线，这是基于zrf4-baf2和hff4-baf2两系统作为多组分玻璃纤维基材，在2.5mu近1times最低损耗；10；（负三倍）分贝/公里，无中继距离可以达到1times（10；5方公里以上）。1989、日本的NTT公司2.5mu研制成功；m氟化物玻璃光纤损耗只有0.01dB /公里，在2.3mu的ZrF4玻璃纤维；损失达到0.7db米/公里，1的氟化物玻璃光纤的最低损耗的理论；10（负三次）的分贝/公里远，仍然有相当大的潜力的挖掘，在这个领域建立一个更好的光纤具有重要意义。开辟超长波长的通信窗口具有重要意义。
硫化物玻璃光纤红外透明区域（1.2-12mu；M），多渠道有利于重用，与硫化物玻璃纤维光学带隙较宽，更少的能量吸收自由电子跃迁引起的，而温度对损耗的影响很小，在6mu损失水平；m波长为0.2dB /公里，是纤维是非常有前途的。此外，硫化物玻璃光纤具有大的非线性系数。利用该器件制作的非线性器件可以有效地提高光开关速率，开关速度可达到数百Gb／s。
重金属氧化物玻璃纤维的化学稳定性和良好的机械性能和物理性能，但红外性能卤化物玻璃，渗透区，散射也大，但如果卤化物玻璃和重金属氧化物玻璃的优点结合起来，具有重大的现实意义和无卤性能优良的重金属氧化物玻璃纤维的制造。VAD技术取得了geo2-sb2o3系统光纤损耗2.05mu和M波长在古河电子有限公司达到13db /公里，日本。如果进一步停用哦，它可以达到0.1db /公里。
在19世纪60年代以来的美国杜邦公司首先发明，聚合物光纤已经取得了很大的进步。1968、杜邦公司开发的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）步塑料光纤（SI POF）以损失1000db /公里1983，全氘化PMMA塑料光纤NTT公司降低在650nm波长20db /公里的损失。因为C-F键的谐波吸收在可见光区域基本上是不存在的，强度不在1500nm波长范围内小于1dB /公里，全氟化梯度PMMA光纤损耗的理论极限为0.25dB /公里在1300nm并具有0.1dB /公里1500nm，具有有很大的潜力可挖。近年来，y.koike MMA tfpma（四氟乙烯单体甲基丙烯酸烯丙酯）为主要原料，采用离心技术制作梯度折射率聚合物预制件，然后进入GI POF（渐变型聚合物光纤），具有极宽的带宽（> 1ghz公里），在688nm波长衰减56db /公里，适合短距离communication.mma和BB（溴苯）和BP（联苯）作为中国主要原材料。通过IGP技术成功制备了梯度塑料光纤。日本NTT公司最近开发的含氟聚酰亚胺材料（fulpi），这在近红外光透过率高，并具有折射率调节的优点，耐热性和耐湿性。它解决了聚酰亚胺透光率低的问题，现已被用于光传输，聚碳酸酯和聚苯乙烯的研究也在进行中，相信聚合物光纤材料在不久的将来会有更好的性能得到开发和利用。
特殊环境对光纤有特殊要求。纤芯和包层石英纤维材料具有良好的耐热性，和耐热温度达到400-500度。因此，光纤的温度取决于光纤的涂层材料。目前，该梯形硅氧烷聚合物的热固化温度（LSP）涂层是高于400摄氏度，和光传输和机械性能良好的600。冷有机体用于异质形核和热化学反应（最高非中毒量）在炎热的纤维表面，然后破裂在纤维表面形成碳黑，碳涂覆光纤。涂碳纤维具有良好的表面密实度和很低的扩散系数，它可以消除在纤维表面的微裂纹。它解决了光纤疲劳的问题。
一种新型光纤结构
光纤的结构决定了光纤的传输性能。合理的折射率分布，可以减少光纤色散和衰减。为了提高光纤波导的性能，尤其是低损耗和低色散满足长距离、大容量通信的要求，我们可以设计光纤的结构和控制折射率的分布等。对折射率分布呈三角形分布的使用：包层，包层和四层中空结构，增加波导色散，使零色散波长的变化，设计了DSF（DSF）、G.653光纤，零色散波长的最低损耗窗口移到1550nm的损耗特性和色散为了提高光纤通信系统的传输性能，对光纤进行了优化设计。
分散G.653光纤在1550nm在零的WDM（波分复用）系统带来了严重的FWM（四波混频）的影响，为了克服DSF的缺点，其中DSF已改善，折射率分布设计的零色散点的位移，这在对1530-1565nm范围。对1.0-6.0ps 绝对值的分散/（nm·km），以保持足够的色散值，抑制FWM，SPM（自相位调制）和XPM（交叉相位调制）等非线性效应，而色散值足够小，以确保10Gb / s的单通道传输速率，而无需色散补偿传输距离超过250km。这种纤维是非零色散位移光纤（非零色散位移光纤），和ITU-T叫做G.655光纤。
G.655光纤的第一代主要用于C波段（1530-1565nm）沟通的窗口，主要是朗讯和宁smf-ls纤维的真波，其色散斜率较大。随着宽带宽的光放大器的发展（美国银行），WDM系统已经扩展到L波段（1565-1620nm）的。这种情况下，如果色散斜率仍然保持原有的价值（0.07-0.10ps /（平方米，公里））、短波长和长波长的色散之间的长距离的差异会随着距离的增加，会导致L波段高瑞过度分散，影响到10GB / s以上的高码速率的信号传输距离，或高色散补偿措施成本和低波段色散；端还太小，多波长传输不足以抑制FWM、SPM、XPM等非线性效应，因此，具有低色散斜率光纤的研究和发展具有重要的现实价值。
第二代G.655光纤适应上述要求，并且具有低色散斜率，满足要求的DWDM（密集波分复用）更好。主要在美国朗讯公司真波RS真正的纤维和波XL光纤G.655光纤的第二代，降低色散斜率0.05ps /（nm2公里），宁叶（大有效面积光纤），freelight纤维开发的倍耐力最近的工作扩展到1625nm窗口。最近，一个新的lazrspeed多模光纤已经由朗讯公司在美国的发展。二代G.655光纤已经成功地克服了非线性光学纤维引起的传输损伤，和GR大大提高了光纤通信系统的传输性能。
随着光纤通信系统的迅速发展，和DFF的出现（DFF），它采用双包或多包层的特殊结构，窄深的抑郁指数的形成，加强波导色散，从而在1300nm和1550nm波长色散为零，在1300-1600nm全波长范围的光纤使平坦的色散，光纤带宽，DWDM有利于光通信和连贯的发展。
DWDM希望WDM能带尽可能广泛的业务分布和性质的不同利率不同波长的光路路由和移栽，并可用带1385nm羟基（OH-）附近的吸收峰，而引起的光功率限制1350-1450nm带的使用严重损失。为此，所有的公司都在致力于消除OH-吸收峰，开发无水峰光纤，从而实现对1350-1450nm第五窗口的实际应用。全波光纤由朗讯公司在美国克服了哦-谐波吸收，从而实现1280-1625nm范围内的完整的乐队使用。这增加了有效的窝工作波长范围，有利于增加波长通道之间的间距以减少门诊（无源光器件），OAD（光有源器件）的要求，大大降低了系统的通信开销，也可以用波分复用密度、大容量的光纤通信传输系统。
一种强度调制直接检测通信系统可以实现高码率、大容量的传输，并具有易于调节的优点，但在本质上是一种通信系统；噪声；相干光通信系统和光通信外差中继长、传输速率高的优点，采用相位和偏振的光传递信息。为了适应相干通信系统，开发了，大熊猫；弓型ldquo和平；高双折射偏振保持光纤，与Bian Keng 单模单偏振型保偏光纤、光通信奠定了未来基地。
光纤预制棒的制备技术
低损耗单模大多以预制棒拉丝过程和多模石英光纤；光纤预制棒法是目前光纤链接，制造最重要的工艺，制备光纤预制棒的方法主要采用以下四种方法：改进的化学气相沉积（MCVD），外部气相沉积法（OVD）、汽相轴向沉积（VAD）和等离子体化学气相沉积（CVD）。
1969、Jone和郝的低损耗光纤SiCl4气相氧化法10dB /公里和掺杂剂是基于纯TiO2，GeO2、B2O3、P2O5，这是艺术的原型，后来采用MCVD SiCl4和GeCl4液体原料，氧化反应原料在高温产生的SiO2、B2O3、P2O5的GeO2和粉末沉积在石英反应管的内壁，在沉积的过程中，掺杂剂的需要量进行精确控制以获得设计的折射率分布，光纤的内包层，B /锗共掺光纤MCVD法制备可抑制模式耦合在包层大大降低了网络的传输损耗BER。MCVD法是一种相对稳定的和可靠的方式来制备高质量的石英光纤。通过这种方法制备的单模光纤的损耗可以达到0.2-0.3db /公里、具有良好的重复性。
对于管气相氧化法OVD方法；或，灰尘；在SiO2微粉氢氧火焰水解原料，然后在石英火炬喷射沉积，由石墨或氧化铝材料基杆的外表面，经过反复沉淀，除去母亲棒，和脱水的预制空心法在高温下，光纤预制棒烧结固体透明玻璃棒。这种方法的优点是，沉积速度快，适合大批量生产。该方法要求清洁的环境和严格的脱水。它可以产生0.16db /公里（1.55mu，M）单模光纤，这几乎是接近石英光纤在1.55mu m窗口理论极限的损失。
VAD方法是由日本开发的，其工作原理是，OVD相同。不同的是，它不是沉积在母亲杆的外表面，而沉积在其一端（轴向）。VaD的重要特征是，它可以连续生产，适合于制作大预制棒，使较长的连续纤维可以得出。此外，多模光纤产生的用这种方法并不能形成中心折射率空或空的眼睛。因此，其光纤产品的带宽高于MCVD法和单模光纤的损耗0.22-0.4db /公里，日本仍然是VaD的最先进的核心技术。哦-光纤预制棒的含量很低，与近1385nm损失小于0.46db /公里。
PCVD法，由菲利普实验室提出的，适用于大规模生产的1978。它基本上是作为MCVD一样，但不是加热管外没有氢氧火焰，通过等离子体的微波腔产生它加热，PCVD沉积温度沉积温度低于的MCVD工艺，使反应管不易变形；因为从反应管热容量限制的气体电离，所以微波加热腔可以沿反应管快速往复流速度8m /最小轴向，使管内薄层上沉积，使每一层的沉积厚度减小，从而控制D折射率分布更准确，可以得到更多的带宽。此外，PCVD沉积效率高，沉积速度，有利于微二氧化硅层沉积过程中消除不均匀性，从而大大降低了光纤的固有损耗引起的散射，适用于纤维的复折射率的制备，可以批量生产，降低成本。目前，荷兰的等离子光纤公司占据世界领先水平。
此外，应采取措施，严格控制几何尺寸和光学nonroundness，优化折射率差和使用三围护结构降低偏振模色散（PMD）。此外，Shigeki Sakaguchi等研究了瑞利散射损耗和TF在光纤之间的关系。实验证明，光学纤维的热处理可以减少微观不均一性和降低瑞利散射损耗。
一种聚合物光纤预制棒的制备方法是一种方法，聚合物光纤预制棒的制备方法有：光聚合，两步聚合法和界面凝胶法、预制体界面凝胶制备技术是最成熟的，具有不同折射率的单体的扩散速率、抗不同单体的竞聚率不同凝胶自动加速效应，折射率梯度的形成，这种分等级的产生速率型光纤预制棒具有可控的折射率分布，均匀分布和优势，是当前研究的热点。
结论
一种新型光纤的发展，使其在长波长范围内具有低损耗特性，低色散和低色散斜率，降低光信号的衰减，减少由干扰引起的非线性效应，提高传输速率和光纤通信系统的传输能力有了相当大的作用。