1. מבנה של סיבים אופטיים
אסיב אופטי(OF) הוא סיב דיאלקטרי שקוף המשמש להנחיית אור. סיב אופטי מעשי מורכב משכבות מרובות של מדיה שקופה, המחולקת בדרך כלל לשלוש שכבות:
ליבה: ממוקם במרכז הסיב (קוטר 5~80μm), המורכב מסיליקה בטוהר- גבוה, מסומם בכמות קטנה של חומרים דומים (למשל, גרמניום דו-חמצני, זרחן פנטאוקסיד) כדי להגדיל את מקדם השבירה שלו (n1). עבור סיבי תקשורת, קוטר הליבה הוא 5~10 מיקרומטר (סיב אחד במצב -) או 50~80 מיקרומטר (סיב רב- מצב).
חיפוי: מקיף את הליבה (קוטר ~125 מיקרומטר), המורכב מסיליקה בטוהר- גבוה עם כמות קטנה של חומרים דומים (למשל, טריאוקסיד בורון), שנועד להפחית את מקדם השבירה שלו (n2), מעט נמוך מהליבה. החיפוי יכול להיות חד-שכבתי או רב-שכבתי.
שִׁכבָה: השכבה החיצונית ביותר (עשויה מאקרילט, גומי סיליקון או ניילון), המשרתת תפקיד מגן. הוא כולל ציפוי ראשוני וציפוי משני (ז'קט). לאחר הציפוי, הקוטר החיצוני של הסיב הוא כ-1.5 ס"מ.
2. סיווג סיבים אופטיים
קיימות 4 שיטות סיווג עיקריות לסיבים אופטיים; ניתן לסווג אותם גם לפי הרכב (למשל, סיבי סיליקה, סיבים המכילים פלואוריד-, סיבי פלסטיק וכו').
(1) סיווג לפי פרופיל אינדקס השבירה של חתך הסיבים-
מחולק לStep Index Fiber (SIF)וסיבי אינדקס מדורגים (GIF).
Step Index Fiber: מדדי השבירה של הליבה והחיפוי הם אחידים (מסומנים \\(n_1\\) ו-\\(n_2\\) בהתאמה), עם שינוי שלבים בממשק שבין הליבה והחיפוי. פרופיל מקדם השבירה מבוטא כך:
זה היה מבנה סיבים מוקדם, הוחלף בהדרגה על ידי סיבי אינדקס מדורגים בסיבים מרובי-מצבים, אך החזיר לעצמו את תשומת הלב כמבנה מיינסטרים בסיבים חד-מצבים.
סיבי אינדקס מדורגים: מקדם השבירה בציר הליבה (n1) הוא הגדול ביותר, פוחת בהדרגה לאורך הכיוון הרדיאלי (בעקבות חוק פרבולי), ויורד אל מקדם השבירה של החיפוי (n2) בממשק הליבה -חיפוי; מקדם השבירה של החיפוי אחיד(n2)
פרופיל אינדקס השבירה מבוטא כך:
כאשר: g הוא מעריך פרופיל אינדקס השבירה; (a1) הוא רדיוס הליבה; (דלתא) הוא הפרש מקדם השבירה היחסי
תכונה: מפחיתה פיזור מודאלי בסיבים מרובים- ומגבירה את קיבולת השידור.
(2) סיווג לפי מספר מצבי ריבוי
מחולק לסיבים מרובים-מצבים (MMF)וסיבים במצב יחיד (SMF).
Multi-מצב סיבים: עבור אורך גל הפעלה נתון, קיימים מספר מצבי שידור בסיב. פרופיל אינדקס השבירה של החתך- יכול להיות אחיד (מצב-רב אינדקס-שלבי או לא-אחיד (מצב מדורג-רב אינדקס-). תכונות: מאפייני שידור גרועים, רוחב פס צר, קיבולת שידור קטנה.
סיבים במצב יחיד: עבור אורך גל הפעלה נתון, רק מצב שידור אחד (המצב הבסיסי) קיים בסיב, ללא הבדל השהיה בין-מודאלי. מאפיינים: רוחב פס גדול בהרבה מזה של סיבים מרובי-מצבים, מתאים לשידור מהיר-.
(3) סיווג לפי אורך גל הפעלה
מחולק לסיבים קצרים-באורך גלוסיבים- ארוכים באורך גל.
סיבים קצרים-באורך גל: אורך גל 0.6~0.9μm (ערך אופייני 0.85μm), מוצר מוקדם, בשימוש נדיר כעת.
סיבים- ארוכים באורך גל: אורך גל 1.0~2.0 מיקרומטר (ערכים אופייניים 1.31 מיקרומטר, 1.55 מיקרומטר). ברצועה זו, לסיבי סיליקה יש הנחתה נמוכה ופיזור חומר קטן. מאפיינים: הנחתה נמוכה, רוחב פס רחב, מתאים לתקשורת -למרחקים, עם קיבולת- גדולה.
(4) סיווג לפי סוג מעיל
מחולק לסיבים צמודים-מאוחזיםוסיבי-צינור רופפים.
סיבים צמודים-מאוחזים: הציפויים המשניים והשלישוניים מחוברים בחוזקה לציפוי הראשוני, הליבה והחיפוי. חסרון: מאפייני הטמפרטורה מתכלים לאחר הכיסוי (לחומר המעיל יש מקדם התפשטות גבוה; התכווצות-בטמפרטורה נמוכה גורמת לכיפוף מיקרו של הסיב, הגדלת הנחתה).
סיבי-צינור רופפים: הסיב המצופה מראש מונח בצורה רופפת בצינור פלסטיק, ללא ציפוי משני או שלישוני. יתרונות: תהליך ייצור פשוט; מאפייני טמפרטורה ומאפיינים מכניים של הנחתה- טובים יותר מאשר סיבים מפוצלים- הדוקים, בשימוש נרחב יותר ויותר.
