开题报告-光纤.doc

1课题来源,项目名称 (POF) 273参考文献 284研究计划 ,项目名称课题来源:项目名称:,光纤通信已成为一门新兴的学科光纤的组成已由氧化物玻璃扩展到非氧化物玻璃,晶体材科,塑科等,在制备工艺上,除了汽相沉积外,还出现了溶胶一凝胶,机械挤压等新工艺,在性能上,已开展了高可靠性,特殊的功能性等探索,在应用上,巳将薪型的光纤及器件,如:µm零色散单模光纤,光纤放大器,光纤激光器等用于实际工程通信中。目前,新的光纤材料正在逐渐地从实验室走向应用领域[1],如04年驻伊美军配备的抗疲劳眼镜都装上了光纤。光纤放出的白色强光于日出时的晨曦光谱一样,令士兵提神而不又影响视觉。如今,随着光纤通信的发展,新型光纤不断出观。自二十世纪八十年代初至今,光纤光缆应用场所经历了核心网到城域网,接入网的发展过程。未来继续向着家庭桌面延伸或者说现在正经历着由室外向室内的发展。光纤光缆的发展无论是从材料选择、结构优化、制造工艺,还是从应用环境、铺设方式等方面都得到了长足的发展[2]。人类已经进入信息时代,对信息需求激增,接入网在向光纤到户迈进。但由于以往使用的石英光纤在连接及系统安装方面都存在着许多不尽人意的地方,特别是当其直径<,抗冲击的能力较差,不易连接,生产的成本也比较高,不仅提高了局域网建设的成本,也增加了用户的负担。为了解决这个问题,人们又在寻找用其它新型材料作通信传输介质的途径,其中被大力开发的一种就是塑料光纤。塑料光纤具有很多石英光纤无法比拟的优点,如快速安装,容易连接,低廉成本,坚固耐用,简单、安全的连通测试等等[3]。虽然塑料光纤具有如此多的优点,但当前塑料光纤的最大缺点是高的衰减损耗与较低的可工作温度。在近期一段时间内这两方面的研究已成为主流[4],所以通过各种行之有效的方法开发出性能更加优良,应用更加广泛的新型塑料光纤仍然是当今的热门话题。、光学纤维,是一种把光能闭合在纤维中而产生导光作用的纤维。它能将光的明暗、光点的明灭变化等信号从一端传送到另一端。光导纤维是由两种或两种以上折射率不同的透明材料通过特殊复合技术制成的复合纤维[5]。,高锟博士预示石英玻璃总衰减降至20dB/km以下有望作为光通信介质之日起,人们对光纤材料的研究付出了辛勤的努力,并于1970年由美国康宁公司Kapron及其同事成功地制造出第一根光传输衰减小到20dB/km的光纤。正是这一成功,推动了光纤材料实用化研究日趋成熟。历经25年的研究岁月,现已探明可用作光纤的材料有[1](见图1):图1下面具体介绍一下各类光纤材料的基本情况:(1)石英系玻璃 就基础材料而言,~µm波长范围的光纤的光学玻璃有两大类:一类是石英系玻璃,它是以SiO2为主要成分,以GeO,Pt2O5,Bt2O3中任一种或几种组合作为掺杂原料的玻璃,另一类则是多组分玻璃,它通常用作透镜等的光学玻璃。因为,石英玻璃系统比多组分玻璃系统综合性能更好,特别是在光传输,光纤强度,耐大气侵蚀等方面。所以,在光纤所用的玻璃系统中,除了特殊波长外,石英玻璃占据了绝对优势地位。石英玻璃系统之所以成为制造光纤的最理想材料,其主要原因是通过汽相沉积工艺,很容易从卤化物原料制得高纯度的玻璃,即可将过渡金属杂质,-OH控制在ppb量级内。同时汽相沉积的另一特点是,在汽相反应与沉积工艺中折射率的控制或掺杂浓度的控制比其它工艺方法更容易。此外,在汽相沉积工艺中很容易精确地控制所制得的光纤预制棒的形状和大小。当今,光纤制备中广为采用的汽相沉积工艺有四种,即改进的化学汽相沉积工艺(MCVD),外汽相沉积工艺(OVD),轴向汽相沉积工艺(VAD)和等离子汽相沉积工艺(PCVD)。四种工艺的区别在于玻璃粉柬的几何生长方向及所用热源不同[7]。(2)多组分玻璃由一种或多种玻璃形成体,如:SiO2,B2O3或Pt2O5通过引入网络修饰体,如:Na2O,CaO,MgO等以及中间体,如A12O3等共同组成的玻璃,称为多组分玻璃。如前所述,它通常用柞透镜、光波导等光学玻璃。显然,µ,由于其所用原料中的碱金属,碱土金属难以提纯,故多组分玻璃光纤没能在