| 单词 | 特种光纤 |
| 释义 | 【特种光纤】 拼译：special optical fibers 包括用于特定波长的光纤，例如红外光纤、紫外光纤、X光用光纤等；用特种材料制作并有特种功能的光纤，例如有发光性能的荧光光纤，有光放大性能的掺杂光纤，有耐辐照性能的光纤、耐高温的光纤等；以及塑料光纤、空心光纤、增敏和去敏光纤等。这些特殊光纤的出现促进了科研和生产的发展。 红外光纤 主要是指可用于红外波段(包括近红外和中红外波段)传输光能量，尤其是大功率光能量的光纤。制造这类光纤主要有两大困难：材料和工艺，即选择对红外透过的材料以及把这种材料加工成损耗较低的光纤的工艺。红外材料种类很多，但为满足低损耗的要求，它们应该是散射损耗小，材料色散小(可选工作波长近于零色散的位置)、杂质(过渡族金属和OH基)的吸收损耗小、结构稳定的物质。按所用的材料和结构形式分类，红外光纤主要有3种：玻璃光纤、多晶光纤和单晶光纤。玻璃光纤主要是由氟化物玻璃和硫属化物玻璃制成，其主要优点是：成分可灵活改变，损耗的最优值可望达到10－2dB／km，可构成有包层有梯度折射率分布的光纤，可由予制棒拉长光纤。其缺点是：某些成份易于脱玻，以及(或者)易受化学腐蚀。多晶光纤主要由KRS－5(即TlBr-TⅡ)一类的多晶材料制成，其主要优点是损耗比玻璃光纤更低，光谱透过范围大；缺点是由表缺陷引起的散射损耗大，机械性能差，长纤维的均匀性难以控制。单晶光纤主要是用AgBr和CsI等材料通过单晶生长和拉制而制成。和其他类型光纤不同的整根光纤是单晶体结构，因此称之为单晶光纤。其主要优点是：损耗低，光谱透过范围大，散射损耗非常小，机械强度很高；缺点是：难于形成长丝(长度一般为几厘米到几十厘米)，难以加包层，难以形成折射率梯度变化。红外光纤在工农业和科研中有广泛的用途，主要用于红外光波的传输和传感。在传输方面，红外光纤的主要用途是通信、传象(内窥镜、光纤面板等)、传送能量(激光医疗、激光加工中构成柔性光刀等)、在传感方面则用于测温以及高温传感器。从应用角度看，红外光纤目前存在的主要问题是损耗大。紫外光纤 随着激光医疗技术和紫外激光器的发展，对传输紫外光的光纤的要求愈来愈迫切。一般光纤对紫外光透过性能都很差，比0．4μm更短的波长的光在普通光学玻璃中的透过率很小，0．3μm以下的紫外光几乎全被吸收。石英玻璃在紫外波段的透过率较高，但由于其折射率较低，而难以找到折射率比石英玻璃更低的材料作光纤涂层。一般用低折射率的聚合物作涂层，以构成石英芯、塑料涂层的紫外光纤。塑料光纤在紫外波段有较好的透光性能，例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)对0．25～0．295μm波段的紫外光其透过率可达75%，比一般光学玻璃(透过率仅为0．6%～1%)好很多。用蓝宝石拉成的单晶光纤在紫外光谱区也有良好的透过性能。另外液芯光纤也可在紫外波段使用，由于纤芯中充以透紫外光的液体构成纤芯，因此它对紫外光的透过性能良好。掺杂光纤 光纤激光器和放大器是一种新型的有源光纤器件，它具有转换效率高、激光阀值低、输出谱线种类多、调谐范围大、可与光纤系统直接耦合等诸多优点，因而在光通信、光传感等领域有广阔的应用前景。在多种类型的光纤激光器和放大器中，由掺杂光纤构成的光纤激光器和放大器占主要地位。用于此器件的掺杂光纤是在玻璃基体［成分是94．5SiO2、5．0GeO2、0．5P2O5(mole%)］内掺杂离子钕(Nd3+)或离子铒(Er3+)构成，掺钕的光纤可在0．90μm、1．06μm和1．35μm3个波长获得激光，掺铒的光纤则可在1．55μm处形成激光，这正是光通信所感兴趣的波长。除钕和铒外，也可用其它稀土元素的离子构成掺杂光纤，以用于传感和其它非线性效应。例如，用掺杂光纤可构成分布式温度传感器。塑料光纤 是用光学塑料制成，其主要优点为：(1)重量轻，光学塑料比重是光学玻璃的1／2～1／3，非常适用于导弹、人造卫星、航空航天仪器；(2)柔软，直径2mm仍可自由弯曲而不断裂，而玻璃光纤直径大于50μm就不能弯曲；塑料光纤的抗冲击强度和韧性也好；(3)对不可见光波透过性能好，光学塑料在可见和近红外波段的透过性能比光学玻璃稍差，但在远红外和紫外波段透过率则优于光学玻璃；(4)成本低、工艺简单。塑料光纤的缺点是：(1)耐热性差，易老化，塑料光纤一般只能在－40～80℃的温度范围内使用，只有少数塑料光纤可用于200℃左右的高温环境，(2)抗化学腐蚀和机械磨损性能比光学玻璃差，在丙酮、醋酸乙酯或苯的作用下光学性能会受到很大影响；(3)易潮解。目前，塑料光纤的纤芯材料主要是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚苯乙烯(PS)。如纤芯用折射率为1．49的PMMA，则涂层一般使用折射率是1．40左右的含氟聚合物。塑料光学一般用挤压法制成。增敏和去敏光纤 随着光通信技术的发展，尤其是光纤传感技术的发展，需要光纤增加对某一物理量敏感性(增敏)或减少对某物理量的敏感程度(去敏)，这类光纤统称之为增敏光纤和去敏光纤。对光纤作增敏和去敏处理，其方法有二：(1)改变光纤结构，例如镀金属光纤、空芯光纤、液芯光纤、保偏光纤等；(2)改变材料的成份，例如磁敏光纤，辐射敏光纤、荧光光纤等。镀金属光纤的外敷层为金属，这种光纤可用于高温环境下(使用温度可达400℃～900℃，视金属材料和工艺而定)，改变光纤的结构参数和材料尚可构成对压力去敏或对温度去敏的光纤。空心光纤是纤芯为空气的光纤(实际上就是极细的玻璃毛细管或石英毛细管)，空心光纤利用掠入射的原理可用于传输红外光、X射线等。空心光纤中充以液体就构成液芯光纤，视纤芯中液体种类的不同，可构成传输紫外光的紫外光纤，可构成用于温度传感的温敏光纤等。用玻璃中含有Ce4+、As5+、、Sb5+和P2+等离子的材料制成的玻璃光纤，具有耐辐射(对辐射去敏)作用；而用磷光体、塑料和玻璃等发光材料制成的光纤，则具有对辐射增敏的作用，可用于探测X射线和高能粒子等。用掺铽(Tb)或铈(Ce)的玻璃制成的光纤，具有较高的Verdet常数，可用于磁传感，是一种磁敏光纤。此外，还有具有对光波的偏振特性保持能力的保偏光纤。保偏光纤是指对传输光波的偏振特性有保持能力的光纤，这种光纤分成高双折射光纤和低双折射光纤两种类型。高双折射光纤的传光特性类似于双折射晶体，入射到这种光纤的光波将分成两个正交偏振态，它们各自独立向前传播。高双折射光纤的特征参量是拍长和消光比，一般拍长值是2～10mm，消光比是20～30dB。低双折射光纤的传光特性类似于各向均匀的透光媒质，入射到这种光纤的光其传播速度与光振动方向无关，这种光纤的特征参量是相位延迟：光波通过每米长光纤后，两正交偏振态之间的相位延迟。其最佳值为＜10／m，一般是10～50°／m。(清华大学博士生导师廖延彪教授撰) |
| 随便看 |
科学参考收录了7804条科技类词条，基本涵盖了常见科技类参考文献及英语词汇的翻译，是科学学习和研究的有利工具。