2.1 光纤的结构

光纤是光导纤维的简称，通信光纤一般是外径为125～140µm的石英玻璃细丝，具有把光封闭在其中并沿轴向进行传播的波导结构。在工程中，一般将多条光纤固定在一起构成光缆进行应用。

光纤的典型结构如图2-1所示，是一种细长多层同轴圆柱体结构，自内向外依次为纤芯、包层和涂覆层。

图2-1 光纤的典型结构

光纤的核心部分是纤芯和包层，二者共同构成介质光波导，形成对光信号的约束传导，实现光传输，二者组成的整体也称为裸纤。

纤芯位于光纤的中心部位，其直径为4～50µm，单模光纤的纤芯直径为4～10µm，多模光纤的纤芯直径为50µm。纤芯的成分是高纯度的SiO2，掺有极少量的掺杂剂（如GeO2、P2O5），作用是提高纤芯对光的折射率（n1），以传输光信号。纤芯的作用是传导光波。

包层位于纤芯的周围，直径为125µm，其成分也是含有极少量掺杂剂的高纯度SiO2。而掺杂剂（如B2O3）的作用则是适当降低包层对光的折射率（n2），使之略低于纤芯的折射率，即n1＞n2，它使得光信号被封闭在纤芯中传输，包层的作用是将光波约束在光纤中传播。

光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆层、缓冲层和二次涂覆层。一次涂覆层一般使用丙烯酸酯、有机硅或硅橡胶材料；缓冲层一般使用性能良好的填充油膏；二次涂覆层一般多用聚丙烯或尼龙等高聚物。涂覆后的光纤外径约为250µm。涂覆层的作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤，同时又提高了光纤的机械强度与可弯曲性，可以延长光纤的寿命。因为裸纤的主要成分为SiO2，它是一种脆性易碎材料，抗弯曲性、韧性差，进行涂覆后可以提高光纤的微弯性能。而且如果将若干根裸纤集束成一捆，相互之间极易产生磨损，导致光纤表面损伤而影响光信号的传输，在裸纤表面进行涂覆可以防止这种损伤的出现。