光ファイバは、光伝送ツールとして使用できるガラスまたはプラスチック製のファイバである光ファイバの略語です。 透過原理は&＃39;光の全反射&＃39;です。 香港中文大学の前学長であるGaoKunとGeorgeA。Hockhamは、最初に光ファイバーを通信伝送に使用できるという考えを提案しました。 このため、GaoKunは2009年のノーベル物理学賞を受賞しました。
導入
小さな光ファイバーはプラスチックのシースに封入されているため、破損することなく曲げることができます。 一般に、光ファイバの一端の送信装置は、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザービームを使用して光パルスを光ファイバに送信し、光ファイバの他端の受信装置は、感光性要素を使用して、パルスを検出します。
日常生活では、光ファイバーの光の伝送損失は電線の電気の伝送損失よりもはるかに小さいため、長距離の情報伝送には光ファイバーが使用されます。
通常、光ファイバーと光ケーブルの2つの用語は混同されます。 ほとんどの光ファイバーは、使用する前に保護構造のいくつかの層で覆われている必要があり、覆われたケーブルは光ケーブルと呼ばれます。 光ファイバの外層の保護層と絶縁層は、水、火、感電などの周囲環境による光ファイバの損傷を防ぐことができます。 光ケーブルは、光ファイバー、バッファー層、コーティングに分けられます。 光ファイバは、メッシュシールドがないことを除いて、同軸ケーブルに似ています。 中央には、光が伝播するガラスコアがあります。
マルチモードファイバでは、コアの直径は50μmと62.5μmで、これは人間の髪の毛の太さにほぼ相当します。 シングルモードファイバコアの直径は8μmから10μmです。 コアは、コア内の光を維持するために、コアよりも屈折率が低いガラスエンベロープで囲まれています。 外側には、封筒を保護するための薄いプラスチックのジャケットがあります。 光ファイバは通常、ケーシングによって束ねられ、保護されています。 ファイバーコアは通常、石英ガラス製の小さな断面積を持つ2層の同心円筒です。 もろくて壊れやすいので、外部保護層が必要です。
原理
光とその特徴
1.光は電磁波です
可視光の波長範囲は390〜760nm（ナノメートル）です。 760nmより大きい部分は赤外光であり、390nmより小さい部分は紫外線です。 光ファイバは、850nm、1310nm、1550nmの3種類で使用されます。
2.光の屈折、反射、全反射。
物質によって光の伝播速度が異なるため、ある物質から別の物質に光が放出されると、2つの物質の界面で屈折と反射が発生します。 また、屈折光の角度は入射光の角度によって変化します。 入射光の角度が一定の角度以上になると、屈折した光が消え、すべての入射光が反射して戻ります。これが光の全反射です。 異なる材料は、同じ波長の光に対して異なる屈折角を持ち（つまり、異なる材料は異なる屈折率を持ちます）、同じ材料は異なる波長の光に対して異なる屈折角を持ちます。 光ファイバ通信は、上記の原理に基づいて形成されます。
1.光ファイバー構造：
光ファイバの裸ファイバは、一般に3つの層に分けられます。中央の高屈折率ガラスコア（コアの直径は通常50または62.5μm）、中央は低屈折率のシリカガラスクラッド（直径は通常125μm）です。そして最も外側は補強のための樹脂コーティングです。 床。
2.光ファイバーの開口数：
光ファイバの端面に入射する光は、すべて光ファイバを透過することはできず、特定の角度範囲内の入射光のみを透過します。 この角度は、ファイバーの開口数と呼ばれます。 光ファイバのより大きな開口数は、光ファイバの突合せ接続に有益です。 異なるメーカーによって製造された光ファイバーは、異なる開口数を持っています（AT& T CORNING）。
3.光ファイバーの種類：
光ファイバにはさまざまな種類があり、用途によって必要な機能や性能が異なります。 ただし、ケーブルテレビと通信用の光ファイバーの設計と製造の原則は基本的に同じです。 ②特定の帯域幅と小さな分散。 ③配線が簡単。 ④簡単に統合できます。 ⑤高い信頼性。 ⑥製造比較シンプル。 ✓安価など。 光ファイバの分類は、主に使用波長、屈折率分布、伝送モード、原材料、製造方法からまとめられています。 以下に、さまざまな分類の例を示します。
（1）使用波長：紫外線繊維、観察可能な繊維、近赤外線繊維、赤外線繊維（0.85μm、1.3μm、1.55μm）。
（2）屈折率分布：ステップ（SI）タイプのファイバー、ニアステップタイプのファイバー、グレーデッド（GI）タイプのファイバー、その他（三角形タイプ、Wタイプ、凹型など）。
（3）伝送モード：シングルモードファイバー（偏光維持ファイバーと非偏光維持ファイバーを含む）、マルチモードファイバー。
（4）原材料：石英光ファイバ、多成分ガラス光ファイバ、プラスチック光ファイバ、複合光ファイバ（プラスチッククラッド、リキッドコアなど）、赤外線材料など。コーティング材料に応じて、無機材料（炭素など）、金属材料（銅、ニッケルなど）、プラスチックに分けられます。
（5）製造方法：予備可塑化には気相アキシャルデポジション（VAD）、化学蒸着（CVD）などが含まれ、伸線法にはロッドインチューブ法とダブルるつぼ法が含まれます。
シリカ光ファイバー
シリカファイバーは、二酸化ケイ素（SiO2）を主原料とする光ファイバーであり、コアとクラッドの屈折率分布は、さまざまなドーピング量に応じて制御されます。 石英（ガラス）シリーズの光ファイバーは、低消費電力と広帯域の特性を備えており、現在、ケーブルテレビや通信システムで広く使用されています。
石英ガラス光ファイバーの利点は、損失が少ないことです。 光の波長が1.0〜1.7μm（約1.4μm）の場合、損失はわずか1dB / km、最低の1.55μmはわずか0.2dB / kmです。
フッ素ドープファイバ
フッ素ドープ繊維は、シリカ繊維の代表的な製品の1つです。 一般に、1.3μm波長帯通信光ファイバでは、コアを制御するドーパントは二酸化ゲルマニウム（GeO2）であり、クラッドはSiO2でできています。 ただし、フッ素結合ファイバのコアのほとんどはSiO2を使用していますが、フッ素はクラッドにドープされています。 レイリー散乱損失は、屈折率の変化によって引き起こされる光散乱の現象であるためです。 したがって、屈折率変動係数のドーパントを形成することが望ましく、少ない方がよい。 フッ素の主な効果は、SIO2の屈折率を下げることです。 したがって、クラッドのドーピングによく使用されます。
クォーツ光ファイバーは、他の原材料の光ファイバーと比較して、紫外線から近赤外光まで幅広い光透過率を持っています。 通信目的だけでなく、ライトガイドや画像伝送などの分野でも使用できます。
赤外線繊維
光通信の分野で開発された石英シリーズ光ファイバーの動作波長としては、より短い伝送距離で使用されますが、2μmでしか使用できません。 このため、より長い赤外線波長の分野で機能することができ、開発された光ファイバーは赤外線光ファイバーと呼ばれています。 赤外線光ファイバーは、主に光エネルギーの伝送に使用されます。 例：温度測定、熱画像透過、レーザーメス治療、熱エネルギー処理など。浸透率はまだ低いです。
複合繊維
複合繊維は、SiO2原料を原料とし、酸化ナトリウム（Na2O）、酸化ホウ素（B2O3）、酸化カリウム（K2O）などの酸化物を適切に混合して、多成分ガラス繊維を形成します。 -コンポーネントガラス石英ガラスよりも軟化点が低く、コアとクラッドの屈折率に大きな差があります。 主に医療サービスで使用される光ファイバー内視鏡。
CFCファイバー
フッ化物繊維フッ化物繊維（フッ化物繊維）は、フッ化物ガラスで作られた光ファイバーです。 この光ファイバー材料は、ZBLAN（つまり、ZrF2などのフッ化物ガラス材料）、フッ化バリウム（BaF2）、フッ化ランタン（LaF3）、フッ化アルミニウム（AlF3）、およびフッ化ナトリウム（NaF）とも呼ばれます。の略で、主に2〜10μm波長の光伝送サービスで動作します。 ZBLANは超低損失ファイバの可能性があるため、長距離通信ファイバの実現可能性の開発が進行中です。たとえば、理論上の最小損失は、3μmの波長で10-2〜10-3dB / kmに達する可能性があります。石英ファイバは1.55μmで0.15〜0.16dB / Kmです。 現在、ZBLANファイバは散乱損失の低減が難しいため2.4〜2.7でしか使用できません。 μm温度センサーと熱画像伝送はまだ広く使用されていません。 最近、ZBLANを長距離伝送に使用するために、1.3μmのプラセオジムをドープしたファイバ増幅器（PDFA）が開発されています。
プラスチックコーティングされた光ファイバー
プラスチッククラッド繊維（プラスチッククラッド繊維）は、高純度シリカガラスをコアとし、シリカゲルなどシリカよりわずかに屈折率の低いプラスチックをクラッドとしたステップ型繊維です。 。 シリカファイバと比較して、コアレントと高い開口数（NA）の特性を備えています。 そのため、発光ダイオードLED光源との組み合わせが容易で、損失が少ない。 したがって、ローカルエリアネットワーク（LAN）および短距離通信に非常に適しています。
プラスチック光ファイバー
コアとクラッドの両方がプラスチック（ポリマー）でできている光ファイバーです。 初期の製品は、主に装飾用の光通信、光ガイド照明、および短距離光結合回路で使用されていました。 原材料は主に有機ガラス（PMMA）、ポリスチレン（PS）、ポリカーボネート（PC）です。 損失は、プラスチックの固有のCH結合構造によって制限され、通常は1kmあたり最大数十dBです。 損失を減らすために、フッ素系プラスチックが開発され、適用されています。 プラスチック光ファイバーのコア径はシングルモード石英ファイバーの100倍の1000μmであるため、接続が簡単で、曲げたり組み立てたりするのも簡単です。 近年、広帯域化の進展に伴い、屈折率が段階的（GI）のマルチモードプラスチック光ファイバの開発が社会的に注目されています。 最近、このアプリケーションは車&＃39;の内部LANで比較的高速であり、将来的には家庭用LANでも使用される可能性があります。
シングルモードファイバー
シングルモードファイバこれは、動作波長で1つの伝搬モードしか送信できないファイバを指し、通常はシングルモードファイバ（SMF：シングルモードファイバ）と呼ばれます。 現在、ケーブルテレビや光通信で最も広く使用されている光ファイバーです。 ファイバのコアは非常に細く（約10μm）、屈折率は階段状に分布しているため、正規化された周波数Vパラメータが2.4未満の場合、理論的にはシングルモード伝送しか形成できません。 さらに、SMFにはマルチモード分散がありません。 より多くのモードを持つファイバよりも透過周波数帯域が広いだけでなく、SMFの材料分散と構造分散が追加およびオフセットされ、その合成特性がたまたまゼロ分散の特性を形成し、透過周波数帯域が広くなります。 。 SMFには、ドーパントや製造方法の違いにより多くの種類があります。 DePr-essedクラッドファイバー（DePr-essedクラッドファイバー）は、そのクラッドがダブル構造を形成し、コアに隣接するクラッドの屈折率が外側の反転クラッドよりも低くなっています。
マルチモードファイバー
マルチモードファイバとは、ファイバの可能な伝搬モードが、マルチモードファイバ（MMF：MULti ModeFiber）と呼ばれる、動作波長に応じた複数のモードであるファイバを指します。 コア径は50μmであり、SMFと比較して伝送モードが数百に達する可能性があるため、伝送帯域幅は主にモード分散によって支配されます。 歴史的に、ケーブルテレビや通信システムの短距離伝送に使用されてきました。 SMFファイバーの登場以来、歴史的な製品を形成してきたようです。 しかし実際には、MMFはSMFよりもコア径が大きく、LEDなどの光源と組み合わせるのが簡単であるため、多くのLANでより多くの利点があります。 そのため、MMFは短距離通信の分野で再び注目を集めています。 MMFを屈折率分布で分類すると、勾配（GI）タイプとステップ（SI）タイプの2種類があります。 GIタイプの屈折率はコアの中心で最も高く、クラッドに沿って徐々に減少します。 SI型光波が光ファイバで反射するため、各光路の時間差が生じ、放射光波が歪んで色衝撃が大きくなります。 その結果、伝送帯域幅が狭くなり、現在、SIタイプのMMFアプリケーションは少なくなっています。
分散シフトファイバー
シングルモードファイバの動作波長が1.3Pmの場合、モードフィールド径は約9Pm、伝送損失は約0.3dB / kmです。 このとき、ゼロ分散波長は正確に1.3pmです。 石英光ファイバの中で、1.55pmセクションの伝送損失は原材料から最小（約0.2dB / km）です。 実用的なエルビウムドープファイバ増幅器（EDFA）は1.55pm帯域で動作するため、この帯域でゼロ分散を実現できれば、1.55pm帯域での長距離伝送の適用に役立ちます。 したがって、繊維材料中の石英材料の分散とコア構造の分散の複合オフセット特性を巧みに使用することにより、1.3Pmセクションの元のゼロ分散を1.55pmセクションにシフトしてゼロ分散を構成することができます。 そのため、Dispersion Shifted Fiber（DSF：DispersionShiftedFiber）と呼ばれています。 構造分散を大きくする方法は、主にコアの屈折率分布性能を向上させることです。 光通信の長距離伝送では、ファイバ分散をゼロにすることが重要ですが、それだけではありません。 その他の特性には、低損失、接続の容易さ、ケーブルの形成、または作業中の特性の小さな変化（曲げ、伸び、環境変化の影響を含む）が含まれます。 DSFは、これらの要素を包括的に考慮するように設計されています。
分散フラットファイバー
分散シフトファイバ（DSF）は、1.55pm帯域で分散がゼロになるように設計されたシングルモードファイバです。 分散平坦化ファイバ（DFF：分散平坦化ファイバ）は、1.3Pmから1.55pmまでの広い波長範囲を持っています。 分散を非常に低くすることができ、分散をほぼゼロにするファイバーはDFFと呼ばれます。 DFFは1.3pmから1.55pmの範囲で分散を減らす必要があるためです。 光ファイバの屈折率分布は複雑な設計が必要です。 ただし、この種のファイバは、波長分割多重（WDM）回線に非常に適しています。 DFFファイバーのプロセスはより複雑であるため、コストはより高くなります。 将来的には、生産量が増えると価格も下がるでしょう。
分散補償ファイバ
シングルモードファイバを使用するトランクシステムの場合、それらのほとんどは、1.3pm帯域で分散がゼロのファイバを使用して構築されます。 ただし、現在の最小損失は1.55pmです。 EDFAが実際に使用されているため、1.55pmの波長を1.3pmのゼロ分散ファイバで動作させることができれば非常に有益です。 なぜなら、1.3Pmのゼロ分散ファイバでは、1.55Pm帯域での分散が約16ps / km / nmであるためです。 分散の符号が反対のファイバのセクションをこの光ファイバラインに挿入すると、光ライン全体の分散をゼロにすることができます。 この目的で使用されるファイバーは、分散補償ファイバー（DCF：分散補償ファイバー）と呼ばれます。 標準の1.3pmゼロ分散ファイバと比較して、DCFはコア径が薄く、屈折率差が大きくなっています。 DCFは、WDM光回線の重要な部分でもあります。
分極維持繊維
光ファイバを伝搬する光波は電磁波の性質を持っているため、基本的な光波シングルモードに加えて、本質的に2つの電磁場（TE、TM）分布の直交モードがあります。 一般に、ファイバセクションの構造は円対称であるため、2つの偏光モードの伝搬定数は等しく、2つの偏光は互いに干渉しません。 ただし、実際には、ファイバーは完全に円形に対称ではありません。 偏光モード間の結合係数は、光軸上に不規則に分布しています。 この偏光の変化によって引き起こされる分散は、偏光モード分散（PMD）と呼ばれます。 主に画像を配信するケーブルテレビの場合、影響はそれほど大きくありませんが、将来的に超広帯域に特別な要件がある一部のサービスでは、次のようになります。
①コヒーレント通信でヘテロダイン検出を使用する場合、光波の偏光をより安定させる必要がある場合。
②光学機器の入出力特性が偏光に関係している場合。
③偏光維持光カプラーや偏光子・偏光子除去器等を製造する場合。
④光干渉等を利用した光ファイバーセンサーを作る。
偏光を一定に保つ必要がある場合、偏光状態を変化させないように変更されたファイバは、偏光維持ファイバ（PMF：偏光維持ファイバ）または固定偏光ファイバと呼ばれます。
複屈折繊維
複屈折ファイバとは、互いに直交する2つの固有の偏光モードを伝送できるシングルモードファイバを指します。 たわみの方向によって屈折率が変化する現象を複屈折と呼びます。 これは、PANDAファイバー、つまり、偏光維持および吸収低減ファイバーとも呼ばれます。 コアの横方向に2方向に配置されており、熱膨張係数が大きく断面が円形のガラス部分があります。 高温繊維伸線工程では、これらの部品が収縮し、その結果、コアのy方向に伸び、同時にx方向に圧縮応力が発生します。 これにより、繊維材料の光弾性効果が生じ、X方向とy方向の屈折率に差が生じます。 この原理によれば、分極を一定に保つ効果が達成される。
アンチバッド環境ファイバー
通信用光ファイバーの通常の使用環境温度は-40℃〜+60℃であり、大量の放射線にさらされないことを前提に設計されています。 対照的に、低温または高温、および高圧または外力にさらされ、放射線にさらされる可能性のある過酷な環境では、機能することができるファイバは、ハードコンディション耐性ファイバ（ハードコンディション耐性ファイバ）と呼ばれます。 一般に、光ファイバーの表面を機械的に保護するために、プラスチックの余分な層がコーティングされます。 ただし、温度が上昇するとプラスチックの保護機能が低下し、使用温度が制限されます。 テフロン（テフロン）などの耐熱プラスチックに切り替えると、300℃での作業が可能です。 石英ガラスの表面にはニッケル（Ni）やアルミニウム（Al）などの金属がコーティングされています。 この種の繊維は耐熱繊維（耐熱繊維）と呼ばれています。 また、光ファイバに放射線を照射すると、光損失が大きくなります。 これは、石英ガラスが放射線にさらされると、ガラスに構造欠陥（カラーセンター：カラーセンターとも呼ばれる）が現れ、特に波長0.4〜0.7pmで損失が大きくなるためです。 防止方法は、OHまたはF元素をドープした石英ガラスに切り替えることで、放射線による損失欠陥を抑えることができます。 この種のファイバーは耐放射線ファイバーと呼ばれ、主に原子力発電所の監視用の光ファイバーミラーで使用されます。
ハーメチックコーティングされたファイバー
光ファイバーの機械的強度と損失の長期安定性を維持するために、ガラス表面は炭化ケイ素（SiC）、炭化チタン（TiC）、炭素（C）などの無機材料でコーティングされて水を防ぎますそして外部から来ることからの水素。 製造された光ファイバー（HCFハーメチックコーティングファイバー）の拡散。 現在、化学蒸着（CVD）の製造工程では、炭素層を使用して高速で堆積し、十分なシール効果を実現することが一般的に使用されています。 このカーボンコーティングされた光ファイバー（CCF）は、外部の水素分子からの光ファイバーの侵入を効果的に遮断できます。 室温の水素環境で損失を増やすことなく、20年間維持できると報告されています。 もちろん、その疲労係数（疲労パラメータ）は、湿気の侵入を防ぎ、機械的強度の疲労プロセスを遅らせることで、200を超える可能性があります。 そのため、HCFは、海底光ケーブルなどの過酷な環境で高い信頼性を必要とするシステムで使用されます。
カーボンコーティングされたファイバー
石英光ファイバーの表面にカーボンフィルムをコーティングした光ファイバーは、カーボンコーティングファイバー（CCF：カーボンコーティングファイバー）と呼ばれます。 このメカニズムは、高密度の炭素膜を使用して光ファイバの表面を外界から隔離し、光ファイバの機械的疲労損失を改善し、水素分子の損失を増加させることです。 CCFは、ハーメチックコーティングされた光ファイバー（HCF）の一種です。
金属被覆光ファイバー
金属被覆ファイバ（金属被覆ファイバ）は、光ファイバの表面にNi、Cu、Alなどの金属層をコーティングした光ファイバです。 金属層の外側には、耐熱性を向上させ、通電や溶接に利用できるようにするためのプラスチックコーティングもあります。 耐悪環境光ファイバーのひとつであり、電子回路の部品としても使用できます。 初期の製品は、伸線プロセス中に溶融金属をコーティングすることによって製造されていました。 この方法はガラスと金属の膨張係数の差が大きすぎるため、小さな曲げ損失が大きくなり、実用率は高くありません。 最近では、ガラス光ファイバー表面の低損失非電解コーティング法の成功により、性能が大幅に向上しています。
希土類ドープファイバ
ファイバコアでは、ファイバにEr、Nd、Prなどの希土類元素がドープされています。 1985年、英国のサウサンプトン大学のペインは、希土類DoPedファイバー（希土類DoPedファイバー）にレーザー発振と光増幅の現象があることを最初に発見しました。 そのため、それ以来、餌などの光増幅のベールが発表されています。 現在実用的な1.55pmEDFAは、ベイトドープシングルモードファイバーを使用し、励起に1.47pmレーザーを使用して、1.55pm光信号増幅を取得することです。 さらに、エラードープフッ化物ファイバ増幅器（PDFA）が開発中です。
ラマンファイバー
ラマン効果とは、周波数fの単色光を物質に投射すると、周波数f以外の周波数f±fR、f±2fRの散乱光が散乱光に現れることを意味します。 この現象はラマン効果と呼ばれます。 。 それは物質の分子運動と格子運動の間のエネルギー交換によって生成されるからです。 物質がエネルギーを吸収すると、光の振動数が少なくなり、散乱光はストークスラインと呼ばれます。 逆に、物質からエネルギーを得て振動の数を増やす散乱光は、アンチストークスラインと呼ばれます。 したがって、振動数の偏差FRはエネルギー準位を反映し、物質に固有の値を示すことができます。 この非線形媒体を使用して作られたファイバーは、ラマンファイバー（RF：ラマンファイバー）と呼ばれます。 小さなファイバーコアに光を閉じ込めて長距離伝搬を行うために、光と物質の相互作用効果が現れ、信号波形を歪ませずに長距離伝送を実現します。 入力光が増強されると、コヒーレント誘導散乱光が得られます。 ラマンファイバーレーザーは、ラマン散乱光の検出に使用され、分光測定やファイバー分散テストの電源として使用できます。 また、光ファイバの長距離通信における誘導ラマン散乱は、光増幅器として研究されています。
偏心繊維
標準光ファイバのコアはクラッドの中央に配置され、コアとクラッドの断面形状は同心です。 ただし、用途の違いにより、コア位置、コア形状、クラッド形状を異なる状態にしたり、クラッドに穴を開けて特殊な形状にする場合もあります。 これらの光ファイバーは、標準の光ファイバーと比較して、特殊形状の光ファイバーと呼ばれています。 エキセントリックコアファイバー（エキセントリックコアファイバー）は、特殊な形状のファイバーの一種です。 コアは中心から外れ、クラッドの外側の線の偏心位置に近く設定されています。 コアが表面に近いため、ライトフィールドの一部がクラッド全体に広がります（これをエバネッセント波と呼びます）。 この現象を利用して、付着物の有無や屈折率の変化を検出することができます。 細胞外液（ECF）は、主に物質を検出するための光ファイバーセンサーとして使用されます。 光時間領域反射率計（OTDR）試験法と組み合わせて、分布センサーとしても使用できます。
発光繊維
蛍光素材の光ファイバーを使用してください。 放射線や紫外線などの光線を照射すると発生する蛍光の一部であり、光ファイバーを閉じることで光ファイバーを透過することができます。 発光繊維（発光繊維）は、放射線や紫外線の検出、波長変換、または温度センサー、化学センサーとして使用できます。 放射線の検出ではシンチレーションファイバーとも呼ばれます。 蛍光材料とドーピングの観点から、プラスチック光ファイバーが開発されています。
マルチコアファイバー
通常の光ファイバは、コア領域とそれを囲むクラッド領域で構成されています。 ただし、マルチコアファイバには、共通のクラッド領域に複数のコアがあります。 コアが互いに近接しているため、2つの機能があります。 1つは、コア間隔が大きい、つまり光結合構造がないことです。 この種の光ファイバは、伝送線路の単位面積あたりの集積密度を高めることができます。 光通信では、複数のコアを備えたリボンケーブルを作成できますが、非通信分野では、光ファイバイメージバンドルとして、何千ものコアが作成されます。 2つ目は、コア間の距離を近づけることです。これにより、光波の結合が発生する可能性があります。 この原理を利用して、デュアルコアセンサーまたは光回路デバイスが開発されています。
中空糸
光ファイバを中空コアにして円筒状の空間を形成します。 光の透過に使用される光ファイバーは、中空糸（中空糸）と呼ばれます。 中空光ファイバーは主にエネルギー伝送に使用され、X線、紫外線、遠赤外光のエネルギー伝送に使用できます。 中空糸構造には2種類あります。1つはガラスを円筒形にすることで、コアとクラッドの原理はステップタイプと同じです。 空気とガラスの間の光の全反射を使用して拡散します。 ほとんどの光は損失なく空中を透過できるため、一定の距離を広げる機能があります。 2つ目は、円柱の内面の反射率を1に近づけて、反射損失を減らすことです。 反射率を向上させるために、誘電体をランプにセットして、動作波長範囲での損失を減らします。 たとえば、波長10.6pmの損失は数dB / mに達する可能性があります。
ポリマー
材質に応じて、無機光ファイバーと高分子光ファイバーがあります。 前者は産業界で広く使用されています。 無機光ファイバー材料は、単成分と多成分の2種類に分けられます。 単一成分は石英で、主な原材料は四塩化ケイ素、オキシ塩化リン、三臭化ホウ素です。 その純度には、銅、鉄、コバルト、ニッケル、マンガン、クロム、バナジウムなどの遷移金属イオンの不純物含有量が10ppb未満である必要があります。 さらに、OHイオンの要件は10ppb未満です。 石英繊維は広く使用されています。 主に二酸化ケイ素、三酸化ホウ素、硝酸ナトリウム、酸化タリウムなど、多くの多成分原料があります。 この素材はまだ人気がありません。 ポリマー光ファイバーは、ファイバーコア材料とシース材料からなる透明ポリマー製の光ファイバーです。 芯材は高純度・高透過性のポリメチルメタクリレートまたはポリスチレン製の繊維で、外層はフッ素含有ポリマーまたは有機シリコンポリマーです。
ポリマー光ファイバの光損失は比較的高い。 1982年、Japan Telegraph and Telegraph Companyは、重水素化メチルメタクリレートポリマーフィラメントをコア材料として使用し、光損失率を20dB / kmに低減しました。 しかし、ポリマー光ファイバーの特徴は、大型、大開口数の光ファイバー、光源の高い結合効率、優れた柔軟性、わずかな曲げが光ガイド能力に影響を与えないこと、配置と結合が容易、使いやすいことです。 、および低コスト。 ただし、光損失が大きく、近距離でしか使用できません。 光損失が10〜100dB / kmの光ファイバーは数百メートルを伝送できます
分極維持繊維
偏光維持ファイバー：偏光維持ファイバーは直線偏光を透過します。直線偏光は、航空宇宙、航空、ナビゲーション、工業製造技術、通信など、国民経済のさまざまな分野で広く使用されています。 光コヒーレント検出に基づく干渉ファイバセンサーでは、偏光維持ファイバーを使用することで、直線偏光方向を変更せず、コヒーレント信号対雑音比を改善し、物理量の高精度測定を実現できます。 特殊なタイプの光ファイバーとして、偏光維持ファイバーは主に光ファイバージャイロスコープ、光ファイバーハイドロフォン、DWDMやEDFAなどの光ファイバー通信システムなどのセンサーに使用されます。 光ファイバジャイロスコープと光ファイバハイドロフォンは、軍用慣性航法装置とソナーに使用できるため、ハイテク製品であり、偏波保持ファイバがコアコンポーネントであるため、偏波保持ファイバは中国に対する禁輸措置のリストに含まれています。西部の先進国による。 分極維持ファイバの線引き工程では、ファイバ内部に構造欠陥が発生するため、分極維持性能が低下します。 つまり、直線偏光がファイバの特性軸に沿って透過すると、光信号の一部が別の特性軸に結合され、最終的に出力偏光信号の偏光消光比が低下します。 この欠陥は、ファイバの複屈折効果に影響を与えます。 偏光維持ファイバでは、複屈折効果が強く、波長が短いほど、透過光の偏光状態を維持しやすくなります。
分極維持ファイバの応用と今後の開発方向
偏光維持光ファイバは、今後数年間でより大きな市場需要があります。 世界の新技術の急速な発展と新製品の継続的な開発により、偏波保持光ファイバーは次の方向に発展します。
（1）フォトニック結晶ファイバの新技術を使用して、新しいタイプの高性能偏光維持ファイバを製造します。
（2）航空宇宙およびその他の分野の要件を満たすために、温度適応型の偏光維持光ファイバーを開発する。
（3）光増幅器やその他のデバイスアプリケーションのニーズを満たすために、さまざまな希土類ドープ分極維持ファイバを開発します。
（4）赤外線天文学技術の分野における光ファイバー干渉技術の開発を促進するために、フッ化物偏光維持ファイバーを開発する。
（5）低減衰分極維持ファイバ：シングルモードファイバ技術の継続的な改善により、損失、材料分散、および導波路分散は、ファイバ通信に影響を与える主な要因ではなくなり、シングルモードファイバの分極モード分散（PMD）に影響を与えます。モードファイバは徐々に制限になっています。光ファイバ通信品質の最も深刻なボトルネックは、10 Gbit / s以上の高速光ファイバ通信システムで特に顕著です。
（6）カー効果とファラデー回転効果を使用して偏光デバイスを製造します。
さらに、さまざまなファイバーヘッドに応じて、Cレンズがあります。 G-レンズ。 緑のレンズ
折りたたみ式の一般的な光ファイバー仕様
シングルモード：8 /125μm、9 /125μm、10 /125μm
マルチモード：50 /125μm、ヨーロッパ規格
62.5 /125μm、アメリカ規格
産業、医療、低速ネットワーク：100 /140μm、200 /230μm
プラスチック：98 /1000μm、自動車制御に使用
