光纖按組成分
1. 光纖有那幾部分組成，每部分分別功能是什麼，
光纖從截面看分為，線芯，圖層，填充物，外皮。纖芯傳輸光信號，圖層為了全反射，填充物是保護纖芯，外皮也是起到保護作用。
2. 光纜的結構由哪幾個部分組成
?光纜一般由纜芯、加強元件和護層三部分組成。以下是光纜結構組成的三部分：（導讀：光纜的種類）纜芯：由單根或多根光纖芯線組成，有緊套和松套兩種結構。緊套光纖有二層和三層結構。（導讀：光纜的色譜排列）加強元件：用於增強光纜敷設時可承受的負荷。一般是金屬絲或非金屬纖維。護層：具有阻燃、防潮、耐壓、耐腐蝕等特性，主要是對已成纜的光纖芯線進行保護。根據敷設條 件可由鋁帶/聚乙烯綜合縱包帶粘界外護層( LAP)，鋼帶(或鋼絲)鎧裝和聚乙烯護層等組成。
3. 光纖按功能怎麼分類
光纖的分類主要是從工作波長、折射率分布、傳輸模式、原材料和製造方法上
作一歸納的，茲將各種分類舉例如下。
（1）工作波長：紫外光纖、可觀光纖、近紅外光纖、紅外光纖（0.85pm、1.3pm、
1.55pm）。
（2）折射率分布：階躍（SI）型、近階躍型、漸變（GI）型、其它（如三角型、W型、
凹陷型等）。
（3）傳輸模式：單模光纖（含偏振保持光纖、非偏振保持光纖）、多模光纖。
（4）原材料：石英玻璃、多成分玻璃、塑料、復合材料（如塑料包層、液體纖芯等）、
紅外材料等。按被覆材料還可分為無機材料（碳等）、金屬材料（銅、鎳等）和塑料
等。
（5）製造方法：預塑有汽相軸向沉積（VAD）、化學汽相沉積（CVD）等，拉絲法有
管律法（Rod intube）和雙坩鍋法等。
二， 石英光纖
是以二氧化硅（SiO2）為主要原料，並按不同的摻雜量，來控制纖芯和包層的
折射率分布的光纖。石英（玻璃）系列光纖，具有低耗、寬頻的特點，現在已廣泛
應用於有線電視和通信系統。
摻氟光纖（Fluorine Doped Fiber）為石英光纖的典型產品之一。通常，作為
1.3Pm波域的通信用光纖中，控制纖芯的摻雜物為二氧化緒（GeO2），包層是用SiO
炸作成的。但接氟光纖的纖芯，大多使用SiO2，而在包層中卻是摻入氟素的。由於，
瑞利散射損耗是因折射率的變動而引起的光散射現象。所以，希望形成折射率變動
因素的摻雜物，以少為佳。
氟素的作用主要是可以降低SIO2的折射率。因而，常用於包層的摻雜。由於摻
氟光纖中，纖芯並不含有影響折射率的氟素摻雜物。由於它的瑞利散射很小，而且
損耗也接近理論的最低值。所以多用於長距離的光信號傳輸。
石英光纖（Silica Fiber）與其它原料的光纖相比，還具有從紫外線光到近紅
外線光的透光廣譜，除通信用途之外，還可用於導光和傳導圖像等領域。
三， 紅外光纖
作為光通信領域所開發的石英系列光纖的工作波長，盡管用在較短的傳輸距離，
也只能用於2pm。為此，能在更長的紅外波長領域工作，所開發的光纖稱為紅外光纖。
紅外光纖（Infrared Optical Fiber）主要用於光能傳送。例如有：溫度計量、
熱圖像傳輸、激光手術刀醫療、熱能加工等等，普及率尚低。
四， 復台光纖
復合光纖（Compound Fiber）在SiO2原料中，再適當混合諸如氧化鈉（Na2O）、
氧化硼（B2O2）、氧化鉀（K2O2）等氧化物的多成分玻璃作成的光纖，特點是多成
分玻璃比石英的軟化點低且纖芯與包層的折射率差很大。主要用在醫療業務的光纖
內窺鏡。
五， 氟化物光纖
氯化物光纖（Fluoride Fiber）是由氟化物玻璃作成的光纖。這種光纖原料又
簡稱 ZBLAN（即將氟化鋁（ZrF4）、氰化鋇（BaF2）、氟化鑭（LaF3）、氟化鋁
（A1F2）、氰化鈉（NaF）等氯化物玻璃原料簡化成的縮語。主要工作在2～ 10pm
波長的光傳輸業務。
由於ZBLAN具有超低損耗光纖的可能性，正在進行著用於長距離通信光纖的可
行性開發，例如：其理論上的最低損耗，在3pm波長時可達10-2～10－3dB／km，而
石英光纖在1.55pm時卻在0.15～0.16dB/Km之間。
目前，ZBLAN光纖由於難於降低散射損耗，只能用在2.4～2.7pm的溫敏器和熱
圖像傳輸，尚未廣泛實用。
最近，為了利用ZBLAN進行長距離傳輸，正在研製1.3pm的摻錯光纖放大器（PD
FA）。
六， 塑包光纖
塑包光纖（Plastic Clad Fiber）是將高純度的石英玻璃作成纖芯，而將折射
率比石英稍低的如硅膠等塑料作為包層的階躍型光纖。它與石英光纖相比較，具有
纖芯租、數值孔徑（NA）高的特點。因此，易與發光二極體LED光源結合，損耗也
較小。所以，非常適用於區域網（LAN）和近距離通信。
七， 塑料光纖
這是將纖芯和包層都用塑料（聚合物）作成的光纖。早期產品主要用於裝飾和
導光照明及近距離光鍵路的光通信中。
原料主要是有機玻璃（PMMA）、聚苯乙稀（PS）和聚碳酸酯（PC）。損耗受到
塑料固有的C－H結合結構制約，一般每km可達幾十dB。為了降低損耗正在開發應用
氟索系列塑料。由於塑料光纖（Plastic Optical fiber）的纖芯直徑為1000pm，
比單模石英光纖大100倍，接續簡單，而且易於彎曲施工容易。近年來，加上寬頻化
的進度，作為漸變型（GI）折射率的多模塑料光纖的發展受到了社會的重視。最近，
在汽車內部LAN中應用較快，未來在家庭LAN中也可能得到應用。
八， 單模光纖
這是指在工作波長中，只能傳輸一個傳播模式的光纖，通常簡稱為單模光纖
（SMF：Single ModeFiber）。目前，在有線電視和光通信中，是應用最廣泛的光纖。
由於，光纖的纖芯很細（約10pm）而且折射率呈階躍狀分布，當歸一化頻率V參
數＜2.4時，理論上，只能形成單模傳輸。另外，SMF沒有多模色散，不僅傳輸頻帶
較多模光纖更寬，再加上SMF的材料色散和結構色散的相加抵消，其合成特性恰好形
成零色散的特性，使傳輸頻帶更加拓寬。
SMF中，因摻雜物不同與製造方式的差別有許多類型。凹陷型包層光纖（DePr-
essed Clad Fiber），其包層形成兩重結構，鄰近纖芯的包層，較外倒包層的折射
率還低。另外，有匹配型包層光纖，其包層折射率呈均勻分布。
九， 多模光纖
將光纖按工作彼長以其傳播可能的模式為多個模式的光纖稱作多模光纖（MMF：
MUlti ModeFiber）。纖芯直徑為50pm，由於傳輸模式可達幾百個，與SMF相比傳輸
帶寬主要受模式色散支配。在歷史上曾用於有線電視和通信系統的短距離傳輸。自
從出現SMF光纖後，似乎形成歷史產品。但實際上，由於MMF較SMF的芯徑大且與LED
等光源結合容易，在眾多LAN中更有優勢。所以，在短距離通信領域中MMF仍在重新
受到重視。
MMF按折射率分布進行分類時，有：漸變（GI）型和階躍（SI）型兩種。GI型
的折射率以纖芯中心為最高，沿向包層徐徐降低。從幾何光學角度來看，在纖芯中
前進的光束呈現以蛇行狀傳播。由於，光的各個路徑所需時間大致相同。所以，傳
輸容量較SI型大。
SI型MMF光纖的折射率分布，纖芯折射率的分布是相同的，但與包層的界面呈
階梯狀。由於SI型光波在光纖中的反射前進過程中，產生各個光路徑的時差，致使
射出光波失真，色激較大。其結果是傳輸帶寬變窄，目前SI型MMF應用較少。
十， 色散使移光纖
單模光纖的工作波長在1.3Pm時，模場直徑約9Pm，其傳輸損耗約0.3dB／km。
此時，零色散波長恰好在1.3pm處。
石英光纖中，從原材料上看1.55pm段的傳輸損耗最小（約0.2dB／km）。由於
現在已經實用的摻鉺光纖放大器（EDFA）是工作在1.55pm波段的，如果在此波段也
能實現零色散，就更有利於應用1.55Pm波段的長距離傳輸。
於是，巧妙地利用光纖材料中的石英材料色散與纖芯結構色散的合成抵消特性，
就可使原在1.3Pm段的零色散，移位到1.55pm段也構成零色散。因此，被命名為色
散位移光纖（DSF：DispersionShifted Fiber）。
加大結構色散的方法，主要是在纖芯的折射率分布性能進行改善。
在光通信的長距離傳輸中，光纖色散為零是重要的，但不是唯一的。其它性能
還有損耗小、接續容易、成纜化或工作中的特性變化小（包括彎曲、拉伸和環境變
化影響）。DSF就是在設計中，綜合考慮這些因素。
十一 色散平坦光纖
色散移位光纖（DSF）是將單模光纖設計零色散位於1.55pm波段的光纖。而色
散平坦光纖（DFF：Dispersion Flattened Fiber）卻是將從1.3Pm到1.55pm的較
寬波段的色散，都能作到很低，幾乎達到零色散的光纖稱作DFF。由於DFF要作到
1.3pm～1.55pm范圍的色散都減少。就需要對光纖的折射率分布進行復雜的設計。
不過這種光纖對於波分復用（WDM）的線路卻是很適宜的。由於DFF光纖的工藝比較
復雜，費用較貴。今後隨著產量的增加，價格也會降低。
十二 色散補償光纖
對於採用單模光纖的干線系統，由於多數是利用1.3pm波段色散為零的光纖構
成的。可是，現在損耗最小的1.55pm，由於EDFA的實用化，如果能在1.3pm零色散
的光纖上也能令1.55pm波長工作，將是非常有益的。
因為，在1.3Pm零色散的光纖中，1.55Pm波段的色散約有16ps／km／nm之多。
如果在此光纖線路中，插入一段與此色散符號相反的光纖，就可使整個光線路的
色散為零。為此目的所用的是光纖則稱作色散補償光纖（DCF：DisPersion Compe-
nsation Fiber）。
DCF與標準的1.3pm零色散光纖相比，纖芯直徑更細，而且折射率差也較大。
DCF也是WDM光線路的重要組成部分。
十三 偏派保持光纖
在光纖中傳播的光波，因為具有電磁波的性質，所以，除了基本的光波單一
模式之外，實質上還存在著電磁場（TE、TM）分布的兩個正交模式。通常，由於
光纖截面的結構是圓對稱的，這兩個偏振模式的傳播常數相等，兩束偏振光互不
干涉。但實際上，光纖不是完全地圓對稱，例如有著彎曲部分，就會出現兩個偏
振模式之間的結合因素，在光軸上呈不規則分布。偏振光的這種變化造成的色散，
稱之偏振模式色散（PMD）。對於現在以分配圖像為主的有線電視，影響尚不太大。
但對於一些未來超寬頻有特殊要求的業務，如：①相干通信中採用外差檢波，要
求光波偏振更穩定時；②光機器等對輸入輸出特性要求與偏振相關時；③在製作
偏振保持光耦合器和偏振器或去偏振器等時；④製作利用光干涉的光纖敏感器等，
凡要求偏振波保持恆定的情況下，對光纖經過改進使偏振狀態不變的光纖稱作偏
振保持光纖（PMF：Polarization Maintaining fiber），也有稱此為固定偏振
光纖的。
十四 雙折射光纖
雙折射光纖是指在單模光纖中，可以傳輸相互正交的兩個固有偏振模式的光
纖而言。因為，折射率隨偏報方向變異的現象稱為雙折射。在造成雙折射的方法
中。它又稱作PANDA光纖，即偏振保持與吸收減少光纖（Polarization－maintai-
ning AND Absorption－ recing fiber）。它是在纖芯的橫向兩則，設置熱
膨脹系數大、截面是圓形的玻璃部分。在高溫的光纖拉絲過程中，這些部分收縮，
其結果在纖芯y方向產生拉伸，同時又在x方向呈現壓縮應力。致使纖材出現光彈
性效應，使折射率在X方向和y方向出現差異。依此原理達到偏振保持恆定。
十五 抗惡環境光纖
通信用光纖通常的工作環境溫度可在-40～＋60℃之間，設計時也是以不受大
量輻射線照射為前提的。相比之下，對於更低溫或更高溫以及能遭受高壓或外力
影響、曝曬輻射線的惡劣環境下，也能工作的光纖則稱作抗惡環境光纖（Hard
Condition Resistant Fiber）。
一般為了對光纖表面進行機械保護，多塗覆一層塑料。可是隨著溫度升高，
塑料保護功能有所下降，致使使用溫度也有所限制。如果改用抗熱性塑料，如聚
四氟乙稀（Teflon）等樹脂，即可工作在300℃環境。也有在石英玻璃表面塗覆
鎳（Ni）和鋁（A1）等金屬的。這種光纖則稱為耐熱光纖（Heat Resistant Fib-
er）。
另外，當光纖受到輻射線的照射時，光損耗會增加。這是因為石英玻璃遇到
輻射線照射時，玻璃中會出現結構缺陷（也稱作色心：Colour Center），尤在
0.4～0.7pm波長時損耗增大。防止辦法是改用摻雜OH或F素的石英玻璃，就能抑
制因輻射線造成的損耗缺陷。這種光纖則稱作抗輻射光纖（Radiation Resista-
nt Fiber），多用於核發電站的監測用光纖維鏡等。
十六 密封塗層光纖
為了保持光纖的機械強度和損耗的長時間穩定，而在玻璃表面塗裝碳化硅
（SiC）、碳化鈦（TiC）、碳（C）等無機材料，用來防止從外部來的水和氫的
擴散所製造的光纖（HCF：HermeticallyCoated Fiber）。目前，通用的是在化
學氣相沉積（CVD）法生產過程中，用碳層高速堆積來實現充分密封效應。這種
碳塗覆光纖（CCF）能有效地截斷光纖與外界氫分子的侵入。據報道它在室溫的
氫氣環境中可維持20年不增加損耗。當然，它在防止水分侵入延緩機械強度的疲
勞進程，其疲勞系數（Fatigue Parameter）可達200以上。所以，HCF被應用於
嚴酷環境中要求可靠性高的系統，例如海底光纜就是一例。
十七 碳塗層光纖
在石英光纖的表面塗敷碳膜的光纖，稱之碳塗層光纖（CCF：Carbon Coated
Fiber）。其機理是利用碳素的緻密膜層，使光纖表面與外界隔離，以改善光纖
的機械疲勞損耗和氫分子的損耗增加。CCF是密封塗層光纖（HCF）的一種。
十八 金屬塗層光纖
金屬塗層光纖（Metal Coated Fiber）是在光纖的表面塗布Ni、Cu、A1等
金屬層的光纖。也有再在金屬層外被覆塑料的，目的在於提高抗熱性和可供通
電及焊接。它是抗惡環境性光纖之一，也可作為電子電路的部件用。
早期產品是在拉絲過程中，塗布熔解的金屬作成的。由於此法因被玻璃與
金屬的膨脹系數差異太大，會增微小彎曲損耗，實用化率不高。近期，由於在
玻璃光纖的表面採用低損耗的非電解鍍膜法的成功，使性能大有改善。
十九 摻稀土光纖
在光纖的纖芯中，摻雜如何（Er）、欽（Nd）、譜（Pr）等稀土族元素的
光纖。1985年英國的索斯安普頓（Sourthampton）大學的佩思（Payne）等首
先發現摻雜稀土元素的光纖（Rare Earth DoPed Fiber）有激光振盪和光放大
的現象。於是，從此揭開了慘餌等光放大的面紗，現在已經實用的1.55pmEDFA
就是利用摻餌的單模光纖，利用1.47pm的激光進行激勵，得到1.55pm光信號放
大的。另外，摻錯的氟化物光纖放大器（PDFA）正在開發中。
二十 喇曼光纖
喇曼效應是指往某物質中射人頻率f的單色光時，在散射光中會出現頻率f
之外的f±fR， f±2fR等頻率的散射光，對此現象稱喇曼效應。由於它是物質
的分子運動與格子運動之間的能量交換所產生的。當物質吸收能量時，光的振
動數變小，對此散射光稱斯托克斯（stokes）線。反之，從物質得到能量，而
振動數變大的散射光，則稱反斯托克斯線。於是振動數的偏差FR，反映了能級，
可顯示物質中固有的數值。
利用這種非線性媒體做成的光纖，稱作喇曼光纖（RF：Raman Fiber）。
為了將光封閉在細小的纖芯中，進行長距離傳播，就會出現光與物質的相互作
用效應，能使信號波形不畸變，實現長距離傳輸。
當輸入光增強時，就會獲得相乾的感應散射光。應用感應喇曼散射光的設
備有喇曼光纖激光器，可供作分光測量電源和光纖色散測試用電源。另外，感
應喇曼散射，在光纖的長距離通信中，正在研討作為光放大器的應用。
二十一 偏心光纖
標准光纖的纖芯是設置在包層中心的，纖芯與包層的截面形狀為同心圓型。
但因用途不同，也有將纖芯位置和纖芯形狀、包層形狀，作成不同狀態或將包
層穿孔形成異型結構的。相對於標准光纖，稱這些光纖叫異型光纖。
偏心光纖（Excentric Core Fiber），它是異型光纖的一種。其纖芯設置
在偏離中心且接近包層外線的偏心位置。由於纖芯靠近外表，部分光場會溢出
包層傳播（稱此為漸消彼，Evanescent Wave）。
因此，當光纖表面附著物質時，因物質的光學性質在光纖中傳播的光波受
到影響。如果附著物質的折射率較光纖高時，光波則往光纖外輻射。若附著物
質的折射率低於光纖折射率時，光波不能往外輻射，卻會受到物質吸收光波的
損耗。利用這一現象，就可檢測有無附著物質以及折射率的變化。
偏心光纖（ECF）主要用作檢測物質的光纖敏感器。與光時域反射計（OTDR）
的測試法組合一起，還可作分布敏感器用。
二十二 發光光纖
採用含有熒光物質製造的光纖。它是在受到輻射線、紫外線等光波照射時，
產生的熒光一部分，可經光纖閉合進行傳輸的光纖。
發光光纖（Luminescent Fiber）可以用於檢測輻射線和紫外線，以及進
行波長變換，或用作溫度敏感器、化學敏感器。在輻射線的檢測中也稱作閃光
光纖（Scintillation Fiber）。
發光光纖從熒光材料和摻雜的角度上，正在開發著塑料光纖。
二十三 多芯光纖
通常的光纖是由一個纖芯區和圍繞它的包層區構成的。但多芯光纖（Multi
Core Fiber）卻是一個共同的包層區中存在多個纖芯的。由於纖芯的相互接近
程度，可有兩種功能。
其一是纖芯間隔大，即不產生光耦會的結構。這種光纖，由於能提高傳輸
線路的單位面積的集成密度。在光通信中，可以作成具有多個纖芯的帶狀光纜，
而在非通信領域，作為光纖傳像束，有將纖芯作成成千上萬個的。
其二是使纖芯之間的距離靠近，能產生光波耦合作用。利用此原理正在開
發雙纖芯的敏感器或光迴路器件。
二十四 空心光纖
將光纖作成空心，形成圓筒狀空間，用於光傳輸的光纖，稱作空心光纖
（Hollow Fiber）。
空心光纖主要用於能量傳送，可供X射線、紫外線和遠紅外線光能傳輸。空
心光纖結構有兩種：一是將玻璃作成圓筒狀，其纖芯與包層原理與階躍型相同。
利用光在空氣與玻璃之間的全反射傳播。由於，光的大部分可在無損耗的空氣
中傳播，具有一定距離的傳播功能。二是使圓筒內面的反射率接近1，以減少反
射損耗。為了提高反射率，有在簡內設置電介質，使工作波長段損耗減少的。
例如可以作到波長10.6pm損耗達幾dB／m的。
4. 光纖分為哪兩類
一， 光纖的分類
光纖是光導纖維（OF：Optical Fiber）的簡稱。但光通信系統中常常將 Opti
cal Fibe（光纖）又簡化為 Fiber，例如：光纖放大器（Fiber Amplifier）或光
纖干線（Fiber Backbone）等等。有人忽略了Fiber雖有纖維的含義，但在光系統
中卻是指光纖而言的。因此，有些光產品的說明中，把fiber直譯成「纖維」，顯然
是不可取的。
光纖實際是指由透明材料作成的纖芯和在它周圍採用比纖芯的折射率稍低的材
料作成的包層所被覆，並將射入纖芯的光信號，經包層界面反射，使光信號在纖芯
中傳播前進的媒體。
光纖的種類很多，根據用途不同，所需要的功能和性能也有所差異。但對於有
線電視和通信用的光纖，其設計和製造的原則基本相同，諸如：①損耗小；②有一
定帶寬且色散小；③接線容易；④易於成統；⑤可靠性高；⑥製造比較簡單；⑦價
廉等。
光纖的分類主要是從工作波長、折射率分布、傳輸模式、原材料和製造方法上
作一歸納的，茲將各種分類舉例如下。
（1）工作波長：紫外光纖、可觀光纖、近紅外光纖、紅外光纖（0.85pm、1.3pm、
1.55pm）。
（2）折射率分布：階躍（SI）型、近階躍型、漸變（GI）型、其它（如三角型、W型、
凹陷型等）。
（3）傳輸模式：單模光纖（含偏振保持光纖、非偏振保持光纖）、多模光纖。
（4）原材料：石英玻璃、多成分玻璃、塑料、復合材料（如塑料包層、液體纖芯等）、
紅外材料等。按被覆材料還可分為無機材料（碳等）、金屬材料（銅、鎳等）和塑料
等。
（5）製造方法：預塑有汽相軸向沉積（VAD）、化學汽相沉積（CVD）等，拉絲法有
管律法（Rod intube）和雙坩鍋法等。
二， 石英光纖
是以二氧化硅（SiO2）為主要原料，並按不同的摻雜量，來控制纖芯和包層的
折射率分布的光纖。石英（玻璃）系列光纖，具有低耗、寬頻的特點，現在已廣泛
應用於有線電視和通信系統。
摻氟光纖（Fluorine Doped Fiber）為石英光纖的典型產品之一。通常，作為
1.3Pm波域的通信用光纖中，控制纖芯的摻雜物為二氧化緒（GeO2），包層是用SiO
炸作成的。但接氟光纖的纖芯，大多使用SiO2，而在包層中卻是摻入氟素的。由於，
瑞利散射損耗是因折射率的變動而引起的光散射現象。所以，希望形成折射率變動
因素的摻雜物，以少為佳。
氟素的作用主要是可以降低SIO2的折射率。因而，常用於包層的摻雜。由於摻
氟光纖中，纖芯並不含有影響折射率的氟素摻雜物。由於它的瑞利散射很小，而且
損耗也接近理論的最低值。所以多用於長距離的光信號傳輸。
石英光纖（Silica Fiber）與其它原料的光纖相比，還具有從紫外線光到近紅
外線光的透光廣譜，除通信用途之外，還可用於導光和傳導圖像等領域。
三， 紅外光纖
作為光通信領域所開發的石英系列光纖的工作波長，盡管用在較短的傳輸距離，
也只能用於2pm。為此，能在更長的紅外波長領域工作，所開發的光纖稱為紅外光纖。
紅外光纖（Infrared Optical Fiber）主要用於光能傳送。例如有：溫度計量、
熱圖像傳輸、激光手術刀醫療、熱能加工等等，普及率尚低。
四， 復台光纖
復合光纖（Compound Fiber）在SiO2原料中，再適當混合諸如氧化鈉（Na2O）、
氧化硼（B2O2）、氧化鉀（K2O2）等氧化物的多成分玻璃作成的光纖，特點是多成
分玻璃比石英的軟化點低且纖芯與包層的折射率差很大。主要用在醫療業務的光纖
內窺鏡。
五， 氟化物光纖
氯化物光纖（Fluoride Fiber）是由氟化物玻璃作成的光纖。這種光纖原料又
簡稱 ZBLAN（即將氟化鋁（ZrF4）、氰化鋇（BaF2）、氟化鑭（LaF3）、氟化鋁
（A1F2）、氰化鈉（NaF）等氯化物玻璃原料簡化成的縮語。主要工作在2～ 10pm
波長的光傳輸業務。
由於ZBLAN具有超低損耗光纖的可能性，正在進行著用於長距離通信光纖的可
行性開發，例如：其理論上的最低損耗，在3pm波長時可達10-2～10－3dB／km，而
石英光纖在1.55pm時卻在0.15～0.16dB/Km之間。
目前，ZBLAN光纖由於難於降低散射損耗，只能用在2.4～2.7pm的溫敏器和熱
圖像傳輸，尚未廣泛實用。
最近，為了利用ZBLAN進行長距離傳輸，正在研製1.3pm的摻錯光纖放大器（PD
FA）。
六， 塑包光纖
塑包光纖（Plastic Clad Fiber）是將高純度的石英玻璃作成纖芯，而將折射
率比石英稍低的如硅膠等塑料作為包層的階躍型光纖。它與石英光纖相比較，具有
纖芯租、數值孔徑（NA）高的特點。因此，易與發光二極體LED光源結合，損耗也
較小。所以，非常適用於區域網（LAN）和近距離通信。
七， 塑料光纖
這是將纖芯和包層都用塑料（聚合物）作成的光纖。早期產品主要用於裝飾和
導光照明及近距離光鍵路的光通信中。
原料主要是有機玻璃（PMMA）、聚苯乙稀（PS）和聚碳酸酯（PC）。損耗受到
塑料固有的C－H結合結構制約，一般每km可達幾十dB。為了降低損耗正在開發應用
氟索系列塑料。由於塑料光纖（Plastic Optical fiber）的纖芯直徑為1000pm，
比單模石英光纖大100倍，接續簡單，而且易於彎曲施工容易。近年來，加上寬頻化
的進度，作為漸變型（GI）折射率的多模塑料光纖的發展受到了社會的重視。最近，
在汽車內部LAN中應用較快，未來在家庭LAN中也可能得到應用。
八， 單模光纖
這是指在工作波長中，只能傳輸一個傳播模式的光纖，通常簡稱為單模光纖
（SMF：Single ModeFiber）。目前，在有線電視和光通信中，是應用最廣泛的光纖。
由於，光纖的纖芯很細（約10pm）而且折射率呈階躍狀分布，當歸一化頻率V參
數＜2.4時，理論上，只能形成單模傳輸。另外，SMF沒有多模色散，不僅傳輸頻帶
較多模光纖更寬，再加上SMF的材料色散和結構色散的相加抵消，其合成特性恰好形
成零色散的特性，使傳輸頻帶更加拓寬。
SMF中，因摻雜物不同與製造方式的差別有許多類型。凹陷型包層光纖（DePr-
essed Clad Fiber），其包層形成兩重結構，鄰近纖芯的包層，較外倒包層的折射
率還低。另外，有匹配型包層光纖，其包層折射率呈均勻分布。
九， 多模光纖
將光纖按工作彼長以其傳播可能的模式為多個模式的光纖稱作多模光纖（MMF：
MUlti ModeFiber）。纖芯直徑為50pm，由於傳輸模式可達幾百個，與SMF相比傳輸
帶寬主要受模式色散支配。在歷史上曾用於有線電視和通信系統的短距離傳輸。自
從出現SMF光纖後，似乎形成歷史產品。但實際上，由於MMF較SMF的芯徑大且與LED
等光源結合容易，在眾多LAN中更有優勢。所以，在短距離通信領域中MMF仍在重新
受到重視。
MMF按折射率分布進行分類時，有：漸變（GI）型和階躍（SI）型兩種。GI型
的折射率以纖芯中心為最高，沿向包層徐徐降低。從幾何光學角度來看，在纖芯中
前進的光束呈現以蛇行狀傳播。由於，光的各個路徑所需時間大致相同。所以，傳
輸容量較SI型大。
SI型MMF光纖的折射率分布，纖芯折射率的分布是相同的，但與包層的界面呈
階梯狀。由於SI型光波在光纖中的反射前進過程中，產生各個光路徑的時差，致使
射出光波失真，色激較大。其結果是傳輸帶寬變窄，目前SI型MMF應用較少。
十， 色散使移光纖
單模光纖的工作波長在1.3Pm時，模場直徑約9Pm，其傳輸損耗約0.3dB／km。
此時，零色散波長恰好在1.3pm處。
石英光纖中，從原材料上看1.55pm段的傳輸損耗最小（約0.2dB／km）。由於
現在已經實用的摻鉺光纖放大器（EDFA）是工作在1.55pm波段的，如果在此波段也
能實現零色散，就更有利於應用1.55Pm波段的長距離傳輸。
於是，巧妙地利用光纖材料中的石英材料色散與纖芯結構色散的合成抵消特性，
就可使原在1.3Pm段的零色散，移位到1.55pm段也構成零色散。因此，被命名為色
散位移光纖（DSF：DispersionShifted Fiber）。
加大結構色散的方法，主要是在纖芯的折射率分布性能進行改善。
在光通信的長距離傳輸中，光纖色散為零是重要的，但不是唯一的。其它性能
還有損耗小、接續容易、成纜化或工作中的特性變化小（包括彎曲、拉伸和環境變
化影響）。DSF就是在設計中，綜合考慮這些因素。
十一 色散平坦光纖
色散移位光纖（DSF）是將單模光纖設計零色散位於1.55pm波段的光纖。而色
散平坦光纖（DFF：Dispersion Flattened Fiber）卻是將從1.3Pm到1.55pm的較
寬波段的色散，都能作到很低，幾乎達到零色散的光纖稱作DFF。由於DFF要作到
1.3pm～1.55pm范圍的色散都減少。就需要對光纖的折射率分布進行復雜的設計。
不過這種光纖對於波分復用（WDM）的線路卻是很適宜的。由於DFF光纖的工藝比較
復雜，費用較貴。今後隨著產量的增加，價格也會降低。
十二 色散補償光纖
對於採用單模光纖的干線系統，由於多數是利用1.3pm波段色散為零的光纖構
成的。可是，現在損耗最小的1.55pm，由於EDFA的實用化，如果能在1.3pm零色散
的光纖上也能令1.55pm波長工作，將是非常有益的。
因為，在1.3Pm零色散的光纖中，1.55Pm波段的色散約有16ps／km／nm之多。
如果在此光纖線路中，插入一段與此色散符號相反的光纖，就可使整個光線路的
色散為零。為此目的所用的是光纖則稱作色散補償光纖（DCF：DisPersion Compe-
nsation Fiber）。
DCF與標準的1.3pm零色散光纖相比，纖芯直徑更細，而且折射率差也較大。
DCF也是WDM光線路的重要組成部分。
十三 偏派保持光纖
在光纖中傳播的光波，因為具有電磁波的性質，所以，除了基本的光波單一
模式之外，實質上還存在著電磁場（TE、TM）分布的兩個正交模式。通常，由於
光纖截面的結構是圓對稱的，這兩個偏振模式的傳播常數相等，兩束偏振光互不
干涉。但實際上，光纖不是完全地圓對稱，例如有著彎曲部分，就會出現兩個偏
振模式之間的結合因素，在光軸上呈不規則分布。偏振光的這種變化造成的色散，
稱之偏振模式色散（PMD）。對於現在以分配圖像為主的有線電視，影響尚不太大。
但對於一些未來超寬頻有特殊要求的業務，如：①相干通信中採用外差檢波，要
求光波偏振更穩定時；②光機器等對輸入輸出特性要求與偏振相關時；③在製作
偏振保持光耦合器和偏振器或去偏振器等時；④製作利用光干涉的光纖敏感器等，
凡要求偏振波保持恆定的情況下，對光纖經過改進使偏振狀態不變的光纖稱作偏
振保持光纖（PMF：Polarization Maintaining fiber），也有稱此為固定偏振
光纖的。
十四 雙折射光纖
雙折射光纖是指在單模光纖中，可以傳輸相互正交的兩個固有偏振模式的光
纖而言。因為，折射率隨偏報方向變異的現象稱為雙折射。在造成雙折射的方法
中。它又稱作PANDA光纖，即偏振保持與吸收減少光纖（Polarization－maintai-
ning AND Absorption－ recing fiber）。它是在纖芯的橫向兩則，設置熱
膨脹系數大、截面是圓形的玻璃部分。在高溫的光纖拉絲過程中，這些部分收縮，
其結果在纖芯y方向產生拉伸，同時又在x方向呈現壓縮應力。致使纖材出現光彈
性效應，使折射率在X方向和y方向出現差異。依此原理達到偏振保持恆定。
十五 抗惡環境光纖
通信用光纖通常的工作環境溫度可在-40～＋60℃之間，設計時也是以不受大
量輻射線照射為前提的。相比之下，對於更低溫或更高溫以及能遭受高壓或外力
影響、曝曬輻射線的惡劣環境下，也能工作的光纖則稱作抗惡環境光纖（Hard
Condition Resistant Fiber）。
一般為了對光纖表面進行機械保護，多塗覆一層塑料。可是隨著溫度升高，
塑料保護功能有所下降，致使使用溫度也有所限制。如果改用抗熱性塑料，如聚
四氟乙稀（Teflon）等樹脂，即可工作在300℃環境。也有在石英玻璃表面塗覆
鎳（Ni）和鋁（A1）等金屬的。這種光纖則稱為耐熱光纖（Heat Resistant Fib-
er）。
另外，當光纖受到輻射線的照射時，光損耗會增加。這是因為石英玻璃遇到
輻射線照射時，玻璃中會出現結構缺陷（也稱作色心：Colour Center），尤在
0.4～0.7pm波長時損耗增大。防止辦法是改用摻雜OH或F素的石英玻璃，就能抑
制因輻射線造成的損耗缺陷。這種光纖則稱作抗輻射光纖（Radiation Resista-
nt Fiber），多用於核發電站的監測用光纖維鏡等。
十六 密封塗層光纖
為了保持光纖的機械強度和損耗的長時間穩定，而在玻璃表面塗裝碳化硅
（SiC）、碳化鈦（TiC）、碳（C）等無機材料，用來防止從外部來的水和氫的
擴散所製造的光纖（HCF：HermeticallyCoated Fiber）。目前，通用的是在化
學氣相沉積（CVD）法生產過程中，用碳層高速堆積來實現充分密封效應。這種
碳塗覆光纖（CCF）能有效地截斷光纖與外界氫分子的侵入。據報道它在室溫的
氫氣環境中可維持20年不增加損耗。當然，它在防止水分侵入延緩機械強度的疲
勞進程，其疲勞系數（Fatigue Parameter）可達200以上。所以，HCF被應用於
嚴酷環境中要求可靠性高的系統，例如海底光纜就是一例。
十七 碳塗層光纖
在石英光纖的表面塗敷碳膜的光纖，稱之碳塗層光纖（CCF：Carbon Coated
Fiber）。其機理是利用碳素的緻密膜層，使光纖表面與外界隔離，以改善光纖
的機械疲勞損耗和氫分子的損耗增加。CCF是密封塗層光纖（HCF）的一種。
十八 金屬塗層光纖
金屬塗層光纖（Metal Coated Fiber）是在光纖的表面塗布Ni、Cu、A1等
金屬層的光纖。也有再在金屬層外被覆塑料的，目的在於提高抗熱性和可供通
電及焊接。它是抗惡環境性光纖之一，也可作為電子電路的部件用。
早期產品是在拉絲過程中，塗布熔解的金屬作成的。由於此法因被玻璃與
金屬的膨脹系數差異太大，會增微小彎曲損耗，實用化率不高。近期，由於在
玻璃光纖的表面採用低損耗的非電解鍍膜法的成功，使性能大有改善。
十九 摻稀土光纖
在光纖的纖芯中，摻雜如何（Er）、欽（Nd）、譜（Pr）等稀土族元素的
光纖。1985年英國的索斯安普頓（Sourthampton）大學的佩思（Payne）等首
先發現摻雜稀土元素的光纖（Rare Earth DoPed Fiber）有激光振盪和光放大
的現象。於是，從此揭開了慘餌等光放大的面紗，現在已經實用的1.55pmEDFA
就是利用摻餌的單模光纖，利用1.47pm的激光進行激勵，得到1.55pm光信號放
大的。另外，摻錯的氟化物光纖放大器（PDFA）正在開發中。
二十 喇曼光纖
喇曼效應是指往某物質中射人頻率f的單色光時，在散射光中會出現頻率f
之外的f±fR， f±2fR等頻率的散射光，對此現象稱喇曼效應。由於它是物質
的分子運動與格子運動之間的能量交換所產生的。當物質吸收能量時，光的振
動數變小，對此散射光稱斯托克斯（stokes）線。反之，從物質得到能量，而
振動數變大的散射光，則稱反斯托克斯線。於是振動數的偏差FR，反映了能級，
可顯示物質中固有的數值。
利用這種非線性媒體做成的光纖，稱作喇曼光纖（RF：Raman Fiber）。
為了將光封閉在細小的纖芯中，進行長距離傳播，就會出現光與物質的相互作
用效應，能使信號波形不畸變，實現長距離傳輸。
當輸入光增強時，就會獲得相乾的感應散射光。應用感應喇曼散射光的設
備有喇曼光纖激光器，可供作分光測量電源和光纖色散測試用電源。另外，感
應喇曼散射，在光纖的長距離通信中，正在研討作為光放大器的應用。
二十一 偏心光纖
標准光纖的纖芯是設置在包層中心的，纖芯與包層的截面形狀為同心圓型。
但因用途不同，也有將纖芯位置和纖芯形狀、包層形狀，作成不同狀態或將包
層穿孔形成異型結構的。相對於標准光纖，稱這些光纖叫異型光纖。
偏心光纖（Excentric Core Fiber），它是異型光纖的一種。其纖芯設置
在偏離中心且接近包層外線的偏心位置。由於纖芯靠近外表，部分光場會溢出
包層傳播（稱此為漸消彼，Evanescent Wave）。
因此，當光纖表面附著物質時，因物質的光學性質在光纖中傳播的光波受
到影響。如果附著物質的折射率較光纖高時，光波則往光纖外輻射。若附著物
質的折射率低於光纖折射率時，光波不能往外輻射，卻會受到物質吸收光波的
損耗。利用這一現象，就可檢測有無附著物質以及折射率的變化。
偏心光纖（ECF）主要用作檢測物質的光纖敏感器。與光時域反射計（OTDR）
的測試法組合一起，還可作分布敏感器用。
二十二 發光光纖
採用含有熒光物質製造的光纖。它是在受到輻射線、紫外線等光波照射時，
產生的熒光一部分，可經光纖閉合進行傳輸的光纖。
發光光纖（Luminescent Fiber）可以用於檢測輻射線和紫外線，以及進
行波長變換，或用作溫度敏感器、化學敏感器。在輻射線的檢測中也稱作閃光
光纖（Scintillation Fiber）。
發光光纖從熒光材料和摻雜的角度上，正在開發著塑料光纖。
二十三 多芯光纖
通常的光纖是由一個纖芯區和圍繞它的包層區構成的。但多芯光纖（Multi
Core Fiber）卻是一個共同的包層區中存在多個纖芯的。由於纖芯的相互接近
程度，可有兩種功能。
其一是纖芯間隔大，即不產生光耦會的結構。這種光纖，由於能提高傳輸
線路的單位面積的集成密度。在光通信中，可以作成具有多個纖芯的帶狀光纜，
而在非通信領域，作為光纖傳像束，有將纖芯作成成千上萬個的。
其二是使纖芯之間的距離靠近，能產生光波耦合作用。利用此原理正在開
發雙纖芯的敏感器或光迴路器件。
二十四 空心光纖
將光纖作成空心，形成圓筒狀空間，用於光傳輸的光纖，稱作空心光纖
（Hollow Fiber）。
空心光纖主要用於能量傳送，可供X射線、紫外線和遠紅外線光能傳輸。空
心光纖結構有兩種：一是將玻璃作成圓筒狀，其纖芯與包層原理與階躍型相同。
利用光在空氣與玻璃之間的全反射傳播。由於，光的大部分可在無損耗的空氣
中傳播，具有一定距離的傳播功能。二是使圓筒內面的反射率接近1，以減少反
射損耗。為了提高反射率，有在簡內設置電介質，使工作波長段損耗減少的。
例如可以作到波長10.6pm損耗達幾dB／m的。
5. 光纖由那幾個部分組成
光纖裸纖一般分為三層：中心高折射率玻璃芯（芯徑一般為50或62.5μm），中間為低折射率硅玻璃包層（直徑一般為125μm），最外是加強用的樹脂塗層。
光纖是光導纖維的簡寫，是一種由玻璃或塑料製成的纖維，可作為光傳導工具。
傳輸原理是「光的全反射」。
前香港中文大學校長高錕和George A. Hockham首先提出光纖可以用於通訊傳輸的設想，高錕因此獲得2009年諾貝爾物理學獎。
(5)光纖按組成分擴展閱讀：
光纖作用原理：
因光在不同物質中的傳播速度是不同的，所以光從一種物質射向另一種物質時，在兩種物質的交界面處會產生折射和反射。
而且，折射光的角度會隨入射光的角度變化而變化。當入射光的角度達到或超過某一角度時，折射光會消失，入射光全部被反射回來，這就是光的全反射。
不同的物質對相同波長光的折射角度是不同的（即不同的物質有不同的光折射率），相同的物質對不同波長光的折射角度也是不同。光纖通訊就是基於以上原理而形成的。
參考資料來源：網路-光纖
6. 光纖由哪幾部分構成各起什麼作用
光纖裸纖一般分為三層：中心高折射率玻璃芯（芯徑一般為50或62.5μm），中間為低折射率硅玻璃包層（直徑一般為125μm），最外是加強用的樹脂塗層。如下圖。
a 纖芯材料的主體是二氧化硅，裡面摻極微量的其他材料，例如二氧化鍺、五氧化二磷等。摻雜的作用是提高材料的光折射率。
b纖芯外面有包層，包層有一層、二層（內包層、外包層）或多層（稱為多層結構），但是總直徑在100~200μm上下。包層的材料一般用純二氧化硅，也有摻極微量的三氧化二硼。摻雜的作用是降低材料的光折射率。
這樣，光纖纖芯的折射率略高於包層的折射率。折射率差可以保證光主要限制在纖芯里進行傳輸。
c包層外面還要塗一種塗料，可用硅銅或丙烯酸鹽。塗料的作用是保護光纖不受外來的損害，增加光纖的機械強度。
7. 光纖按製作工藝來分，分為幾類
1、根據光纖中傳輸模式的多少，可分為單模光纖和多模光纖兩類。
2、按製造光纖所使用的材料分，有石英系列、塑料包層石英纖芯、多組分玻璃纖維、全塑光纖等四種。光通信中主要用石英光纖，以後所說的光纖也主要是指石英光纖。
3、若按工作波長來分，還可分為短波長光纖和長波長光纖。
光纖是光導纖維的簡寫，是一種由玻璃或塑料製成的纖維，可作為光傳導工具。
8. 光纜的結構有哪幾部分組成按結構分為哪幾種光纜,試述操作步驟和需求什麼
(1)導體
導制體是電線電纜的導電部門，用來輸送電能，是電線電纜的主要部門。
(2)絕緣層
絕緣層是將導體與大地以及不同相的導體之間在電氣上彼此隔離，保證電能輸送，是電線電纜結構中不可缺少的組成部門。
(3)屏蔽層
15KV及以上的電線電纜一般都有導體屏蔽層和絕緣屏蔽層。
(4)保護層
保護層的作用是保護電線電纜免受外界雜質和水分的侵入，以及防止外力直接損壞電力電纜。
9. 光纜的結構由哪幾個部分組成
光纜由纜芯、護層和加強芯組成。
其中纜芯就是套塑光纖，護層對已成纜的光纖芯線起保護作用，避免受外界機械力和環境損壞。護層可分為內護層和外護層。內護層用來防潮。外護層起抗側壓、耐磨、抗紫外線、防濕作用，隔離外界的不良影響。加強芯主要承受敷設安裝時所加的外力。
光纜內沒有金、銀、銅鋁等金屬，一般無回收價值。光纜是一定數量的光纖按照一定方式組成纜芯，外包有護套，有的還包覆外護層，用以實現光信號傳輸的一種通信線路。
(9)光纖按組成分擴展閱讀：
光纜的注意事項：
1、用戶收到光纜後，檢查光纜合格證及隨盤光資料，核對光纜盤號、型號、芯數及長度等，並檢查外包裝有無破損失。
2、光纜布放時，須用一段牽引繩與光纜加強件，相連接，並用網套或者膠帶與護套相固定。若是管道光纜，牽引繩與光纜加強件之間必須加專用旋轉牽引頭，不允許直接拉光纜外護套牽引。
3、對於2KM以上段長的光纜的布防，不允許一次性從頭至尾放完，須要把光纜盤在地段的中間，倒8字形向兩頭放。
4、從汽車上卸載光纜時最好用叉車或吊車葫蘆把光纜從車上輕輕地放置地上
5、野外施工場合，從汽車上卸載光纜時宜用平直板放置在汽車平台與地面之間，形成一個於45度的斜坡用一繩子穿過光纜中間孔，人在車上拉住繩子兩端，是光纜順著木板斜坡速下滑。卸載光纜是時，嚴謹堆放，平放，嚴禁直接將光纜從高處垂直落下來，放置強烈沖擊光纜造成損壞。
6、需要滾動光纜時應按纜盤標明的旋轉箭頭方向滾動，但不得做長距離滾動。
7、施工前需要對光纜進行單盤檢測，如外護套質量，衰減指標。
8、管道或架空光纜敷設時最大拉力不超過1500N，直埋光纜敷設時最大拉力不超過3000N。
10. 光纖是由什麼組成
光纖分好幾種，石英光纖、摻氟光纖、紅外光纖、塑料光纖等等
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