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单模光纤(Single-mode Fibers)

更新时间:2023-11-09 12:03:15

分类: 导波与光纤光学

简称: SMF

定义: 每个偏振方向仅支持单个导模的光纤

单模光纤(Single-mode Fibers) 详述

目录

1. 诞生背景

单模光纤(Single-mode Fibers)是在1970年代由贝尔实验室研发出来的。它的出现主要是为了解决多模光纤在长距离传输中由于模式色散引起的信号失真问题。单模光纤的核心直径小,每个偏振方向仅支持单个导模,因此可以消除模式色散,提高传输距离和带宽

2. 相关理论或原理

单模光纤的工作原理主要基于全反射和波导理论。当光线在光纤的光芯中传播时,由于光芯的折射率大于包层,光线会在光芯和包层的界面上发生全反射,从而在光纤中长距离传播。由于单模光纤的光芯直径小于光的波长,只有轴向的基模能够在光纤中传播,因此称为单模光纤。

3. 重要参数指标

单模光纤的重要参数指标主要包括模场直径、数值孔径、色散系数、截止波长等。模场直径决定了光纤的模式特性,数值孔径影响光纤的耦合效率,色散系数决定了光纤的传输带宽,截止波长则决定了光纤的单模工作范围。

4. 应用

单模光纤广泛应用于长距离通信、光纤传感、光纤激光器等领域。在长距离通信中,由于单模光纤的模式色散小,可以实现高速、大容量的数据传输。在光纤传感中,单模光纤的高分辨率和高灵敏度使其成为理想的传感元件。在光纤激光器中,单模光纤可以实现高功率、高品质的激光输出。

5. 分类

单模光纤主要分为非色散位移单模光纤(NDSF)、色散位移单模光纤(DSF)和非零色散位移单模光纤(NZDSF)。其中,NDSF主要用于短距离通信,DSF和NZDSF则主要用于长距离和超长距离通信。

6. 未来发展趋势

随着通信技术的发展,单模光纤的传输带宽和传输距离将进一步提高。同时,单模光纤在光纤传感和光纤激光器等领域的应用也将得到更广泛的发展。此外,随着新材料和新工艺的研发,单模光纤的性能也将得到进一步的提升。

7. 相关产品及生产商

市场上主要的单模光纤生产商有Corning、OFS、Fujikura、Sumitomo等。其中,Corning的SMF-28e+光纤和OFS的AllWave ZWP光纤是市场上比较知名的非色散位移单模光纤产品。Fujikura的FiberLabs和Sumitomo的PureAccess是市场上比较知名的色散位移单模光纤产品。

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