1 光纤材料 1
1.1 光纤材料 1
1.1.1 引言 1
1.1.2 氧化物玻璃 5
1.1.3 卤化物玻璃 8
1.1.4 硫化物玻璃 9
1.1.5 单晶和多晶 9
1.1.6 塑料 9
1.2 光纤材料的光传输衰减 10
1.2.1 引言 10
1.2.2 声子吸收 14
1.2.3 电子跃迁吸收 18
1.2.4 弱吸收拖尾 19
1.2.5 散射衰减 21
参考文献 24
2 纯石英玻璃和掺杂石英玻璃的光学性能 29
2.1 传输衰减 29
2.1.1 引言 29
2.1.2 声子吸收与多声子吸收 30
2.1.3 紫外吸收及其拖尾 36
2.1.4 杂质吸收 39
2.1.5 散射衰减 43
2.1.6 石英光纤的总衰减 44
2.2 折射率 46
2.2.1 折射率色散 46
2.2.2 材料色散 49
2.2.3 剖面色散 54
2.2.4 温度关系 56
2.3 线性热膨胀系数 58
参考文献 60
3 石英光纤的制造工艺 62
3.1 引言 62
3.2 MCVD工艺 65
3.2.1 MCVD工艺所用设备 68
3.2.2 管径控制 70
3.2.3 石英玻璃管的抛光 72
3.2.4 羟基杂质的减少 74
3.2.5 最佳沉积温度 76
3.3 外气相沉积工艺 78
3.4 拉丝 80
3.4.1 拉丝设备 81
3.4.2 直径控制 83
3.4.3 强度 83
参考文献 90
4 气相轴向沉积工艺 93
4.1 引言 93
4.2 预制棒制造设备 95
4.2.1 多孔预制棒制造室 97
4.2.2 烧结炉 98
4.2.3 牵引装置 100
4.2.4 排气系统 102
4.3 多孔预制棒制造 103
4.3.1 玻璃微粒的合成与沉积 103
4.3.2 多孔预制棒的制备与尺寸控制 106
4.3.3 同步包层形成 109
4.3.4 多孔预制棒的高速生产 112
4.4 脱水与烧结 114
4.4.1 实验结果 117
4.4.2 烧结终止的模型 120
4.4.3 烧结条件 123
4.5 脱水 126
4.5.1 脱水原理 127
4.5.2 最佳脱水温度 129
4.5.3 水的蒸气压 130
4.5.4 脱水剂压力 132
4.5.5 脱水时间 132
4.5.6 脱水剂类型 133
4.5.7 包层厚度 134
4.6 折射率剖面控制 136
4.6.1 引言 136
4.6.2 掺杂浓度 137
4.6.3 折射率剖面形成机理 144
4.6.4 折射率剖面控制方法 150
4.6.5 氟掺杂 155
参考文献 157
5 多组分玻璃光纤和非石英光纤的制造工艺 164
5.1 多组分玻璃光纤 164
5.1.1 制造工艺 164
5.1.2 原材料的提纯 167
5.1.3 气泡形成 171
5.2 氟化物玻璃光纤 172
5.3 硫化物玻璃光纤 177
5.4 晶体光纤 179
5.5 塑料光纤 179
参考文献 183
6 光纤的传输特性 187
6.1 单模光纤 187
6.1.1 传输衰减 187
6.1.2 传输带宽 188
6.1.3 弯曲损耗 196
6.2 梯度折射率分布石英光纤 201
6.2.1 传输衰减 201
6.2.2 带宽 202
6.2.3 折射率波动 202
6.3 掺Al2O3石英光纤 204
6.4 由氢渗透引起的衰减 208
6.5 多组分玻璃光纤 210
6.6 非石英光纤 211
6.6.1 氟化物玻璃光纤 211
6.6.2 硫化物玻璃光纤 213
6.6.3 晶体光纤 216
6.6.4 塑料光纤 217
参考文献 219