一种光学纤维通常具有某种纤维芯,纤芯周围的区域称为光纤包层。
对于不是简单的阶跃折射率光纤,而是具有更复杂的折射率分布的光纤,通常认为包层只是在折射率保持恒定的区域一直到包层外半径,在这里空气里有一些聚合物涂层。
对于单模光纤,包层通常比纤芯覆盖的面积大很多,但对于一些多模光纤,情况可能是相反的。
通常,包层是通过从光纤预制件中拉出而与光纤芯一起制造的。
包层直径
光纤包层的直径通常为 125μm是一个标准值。尽管它与引导属性无关,但它仍然有着重要的实际意义:
- 当纤维做得更粗时,这时想试图弯曲它们时,它们会很容易断裂。然而,有时需要增加包层直径,例如对于高功率设备或具有更多芯数的多芯光纤。
- 许多光纤的工具,例如光纤剥离器和熔接机,都针对 125 微米标准包层直径进行了优化,因此也不适用于非标准光纤直径。
- 当两种光纤具有不同的包层直径时,熔接和机械熔接通常很困难。但是,对于这种情况,有着特殊的解决方案。
- 从预制棒拉出光纤期间,反馈系统将包层直径保持恒定,该系统连续测量拉出光纤的直径并适当调整并拉出速度。
包层的数值孔径
光纤的数值孔径通常被认为应用于纤芯或包层界面的值。但考虑到包层和包层外部的涂层之间的界面,就可以指定包层的数值孔径。
二氧化硅纤维
石英光纤的在某些情况下,一般的包层由纯石英组成,而芯则掺杂氧化锗来实现增加的折射率。在其他情况下大芯多模光纤中,可能有一个未掺杂的芯和一个折射率降低的包层,其中折射率稍微偏低如:掺氟或硼。
双包层光纤
有所谓的双包层光纤,除了外包层外,还有一个泵浦包层(或内包层),可以将泵浦光注入其中可以用于光纤放大器。
一些光子晶体光纤具有空气包层,这是主要被主空气组成的屏障包围的光纤包层包围。
纤芯和包层中的光
光纤纤芯可以引导着光它主要在纤芯中传播,但是光功率的一部分可以在纤芯周围的区域中传播,会延伸到包层中。当然这个比例只有几个百分点,但是在某些情况下——光纤接近模式截止频率的情况下——它可能会大很多。此外,还有覆盖大部分熔的熔覆模式。
在多数情况下,人们试图将光发射到光纤的导模中,而不是包层模式中。但由于发射不完美、由于光纤过度弯曲(→弯曲损耗)、由于纤芯的不均匀性(特别是对于低NA光纤),大量功率就可能会进入包层模式 。
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