1. Struktur Serat Optik
Sebuahserat optik(OF) adalah serat dielektrik transparan yang digunakan untuk memandu cahaya. Serat optik praktis terdiri dari beberapa lapisan media transparan, umumnya dibagi menjadi tiga lapisan:
Inti: Terletak di tengah serat (diameter 5~80μm), terdiri dari silika dengan kemurnian-tinggi, diolah dengan sejumlah kecil dopan (misalnya, germanium dioksida, fosfor pentoksida) untuk meningkatkan indeks biasnya (n1). Untuk serat komunikasi, diameter intinya adalah 5~10μm (serat-mode tunggal) atau 50~80μm (serat-mode multi).
Kelongsong: Mengelilingi inti (diameter ~125μm), terdiri dari silika dengan kemurnian tinggi-dengan sejumlah kecil dopan (misalnya, boron trioksida), dimaksudkan untuk mengurangi indeks biasnya (n2), sedikit lebih rendah dari inti). Claddingnya bisa berupa-lapisan tunggal atau-multilapisan.
Lapisan: Lapisan terluar (terbuat dari akrilat, karet silikon, atau nilon), yang berfungsi sebagai pelindung. Ini mencakup lapisan primer dan lapisan sekunder (jaket). Setelah dilapisi, diameter luar serat kurang lebih 1,5cm.
2. Klasifikasi Serat Optik
Ada 4 metode klasifikasi utama serat optik; serat juga dapat diklasifikasikan berdasarkan komposisinya (misalnya, serat silika, serat yang mengandung fluorida-, serat plastik, dll.).
(1) Klasifikasi berdasarkan Profil Indeks Bias pada Penampang-Serat
Terbagi menjadiSerat Indeks Langkah (SIF)DanSerat Indeks Bertingkat (GIF).
Serat Indeks Langkah: Indeks bias inti dan kelongsong adalah seragam (masing-masing dilambangkan dengan \\(n_1\\) dan \\(n_2\\)), dengan perubahan langkah pada antarmuka antara inti dan kelongsong. Profil indeks bias dinyatakan sebagai:
Ini adalah struktur serat awal, yang secara bertahap digantikan oleh serat indeks bertingkat dalam serat-mode multi, namun telah mendapatkan kembali perhatian sebagai struktur utama dalam serat-mode tunggal.
Serat Indeks Bertingkat: Indeks bias pada sumbu inti (n1) adalah yang terbesar, secara bertahap menurun sepanjang arah radial (mengikuti hukum parabola), dan turun ke indeks bias kelongsong (n2) pada antarmuka kelongsong inti-; indeks bias kelongsongnya seragam (n2)
Profil indeks bias dinyatakan sebagai:
Dimana: g adalah eksponen profil indeks bias; (a1) adalah jari-jari inti; (Delta) adalah perbedaan indeks bias relatif
Fitur: Mengurangi dispersi modal dalam serat multi-mode dan meningkatkan kapasitas transmisi.
(2) Klasifikasi Berdasarkan Jumlah Cara Propagasi
Terbagi menjadiMulti-Mode Serat (MMF)DanSerat Mode Tunggal (SMF).
Multi-Mode Serat: Untuk panjang gelombang operasi tertentu, ada beberapa mode transmisi di serat. Profil indeks bias penampang-bisa seragam (mode-indeks multi-langkah) atau tidak-seragam (mode-indeks multi-bertingkat).Fitur: Karakteristik transmisi buruk, bandwidth sempit, kapasitas transmisi kecil.
Serat Mode Tunggal: Untuk panjang gelombang pengoperasian tertentu, hanya ada satu mode transmisi (mode dasar) di serat, tanpa perbedaan penundaan antar moda. Fitur: Bandwidth jauh lebih besar dibandingkan dengan serat multi-mode, cocok untuk transmisi-kecepatan tinggi.
(3) Klasifikasi berdasarkan Panjang Gelombang Operasi
Terbagi menjadiSerat-Panjang Gelombang PendekDanSerat-Panjang Gelombang Panjang.
Serat-Panjang Gelombang Pendek: Panjang gelombang 0,6~0,9μm (nilai tipikal 0,85μm), produk awal, jarang digunakan sekarang.
Serat-Panjang Gelombang Panjang: Panjang gelombang 1,0~2,0μm (nilai tipikal 1,31μm, 1,55μm). Pada pita ini, serat silika memiliki redaman rendah dan dispersi material kecil. Fitur: Redaman rendah, bandwidth lebar, cocok untuk komunikasi-jarak jauh,-berkapasitas besar.
(4) Klasifikasi berdasarkan Jenis Jaket
Terbagi menjadiKetat-Serat BufferDanLonggar-Serat Tabung.
Ketat-Serat Buffer: Lapisan sekunder dan tersier terikat erat pada lapisan primer, inti, dan kelongsong. Kerugian: Karakteristik suhu menurun setelah pelapisan (bahan pelapis memiliki koefisien muai yang tinggi; penyusutan suhu rendah menyebabkan pembengkokan mikro pada serat, sehingga meningkatkan atenuasi).
Longgar-Serat Tabung: Serat yang telah dilapisi sebelumnya ditempatkan secara longgar dalam tabung plastik, tanpa lapisan sekunder atau tersier. Keuntungan: Proses pembuatan sederhana; redaman-karakteristik suhu dan sifat mekanik yang lebih baik dibandingkan serat-buffered ketat, semakin banyak digunakan.