Phần 1: Tổng quan về kỹ thuật thông tin quang
Giảng viên: Hoàng Vn Võ
Phần 2: Các phầ n tử cơ bản trong kỹ th uật thông tin quang
Giảng viên: Hoàng Vn Võ
Phần 3: Cơ sở kỹ thuật thông tin quang
Giảng viên: Hoàng Vn Võ
Phần 4: Hệ thống thông tin quang
Giảng viên: Vũ Tuấn Lâm
Phần 5: Một số công nghệ quang tiên tiến
Giảng viên: Vũ Tuấn Lâm
1
Nội dung môn học Thông tin quang nâng cao
1. Sợi quang
2. Các phần tử biến đổi điện - quang
(phát quang)
3. Các phần tử biến đổi quang - điện
(thu quang)
Phần 2: Các phần tử cơ bản trong kỹ thuật
thông tin quang
2
SỢI QUANG
1. Cấu trúc sợi quang
2. Vật liệu chế tạo sợi quang
3. Phân loại sợi quang
4. Truyền sóng ánh sáng trong sợi quang
5. Các tham số cơ bản của sợi quang
6. Một số loại sợi quang mới
7. Cáp sợi quang
8. Chế tạo sợi quang
9. Kết nối sợi quang
3

Hỡnh 1
6
1. CU TRC SI QUANG
Một số kích th-ớc thông dụng của sợi quang:
Loại -ờng kính
lớp lõi (m)
-ờng kính
lớp vỏ (m)
-ờng kính
lớp bảo vệ (m)
I 8-10 125
250/500
II 50 125
250/500
III 62,5 125
250/500
IV 85 125
250/500
V 100 140
250/500
(Tính chất, -u nh-ợc điểm và phạm vi ứng dụng của từng loại sợi - xem
tài liệu: Lắp đặt hệ thống thông tin cáp sợi quang, nhà xuất bản B-u
điện- 1998)
7
2. VT LiU CH TO SI QUANG (1)
Các yêu cầu của vật liệu chế tạo sợi quang
ặc điểm vật liệu chế tạo sợi quang
Các loại sợi quang trên quan điểm vật liệu chế tạo sợi
Vật liệu chế tạo các sợi quang:
Sợi lõi thuỷ tinh, vỏ thuỷ tinh,

2. VT LiU CH TO SI QUANG (7)
Các loại sợi quang trên quan điểm vật liệu chế
tạo sợi:
Trên cơ sở vật liệu chế tạo, có ba loại sợi sau:
Sợi lõi thuỷ tinh, vỏ thuỷ tinh,
Sợi lõi thuỷ tinh, vỏ chất dẻo,
Sợi lõi chất dẻo, vỏ chất dẻo.
11
2. VT LiU CH TO SI QUANG (10)
Sợi lõi thuỷ tinh, vỏ thuỷ tinh
Vật liệu thủy tinh để chế tạo lớp lõi:
Cấu trúc mạng phân tử liên kết hỗn hợp => Thuỷ tinh oxit.Trong đó dioxit
silic (SiO
2
) là lọai oxit thông dụng nhất để tạo ra sợi, chỉ số chiết suất tại
b-ớc sóng 850nm là 1,458.
ặc điểm của thủy tinh dioxit Silic: rất trong suốt ở vùng ánh sáng nhìn
thấy và vùng hồng ngoại, nhiệt độ làm biến dạng chúng vào khoảng
1000
0
C, rất ít bị nở ra khi nhiệt độ tăng; có tính bền vng hóa học cao.
Một số vật liệu thủy tinh cụ thể để chế tạo sợi dẫn quang:
- GeO
2
- SiO
2
(lõi SiO
2
có pha GeO
2

O
3
, GeO
2
và P
2
O
5
.
Nếu muốn tng chỉ số chiết suất thỡ thêm P
2
O
5
hoặc GeO
2
vào SiO
2
, nếu
muốn giảm chỉ số chiết suất thỡ thêm B
2
O
3
vào SiO
2
.
Một số vật liệu thủy tinh cụ thể để chế tạo lớp vỏ:
- SiO
2
,
- B

- B
2
O
3
- SiO
2
và vỏ phản xạ B
2
O
3
- SiO
2
.
-Sợi có lõi SiO
2
và vỏ phản xạ B
2
O
3
- SiO
2
.
ặc điểm và khả nng ứng dụng:
Sợi có lõi thuỷ tinh và vỏ thuỷ tinh có suy hao nhỏ => các tuyến thông
tin quang cự ly xa và tốc độ cao.
14
2. VT LiU CH TO SI QUANG (14)
Sợi lõi thuỷ tinh, vỏ chất dẻo
Vật liệu thủy tinh để chế tạo lớp lõi:
Nh- loại sợi có lõi thuỷ tinh và vỏ thuỷ tinh.

- Sử dụng cho sợi chiết suất phân bậc cả lõi và vỏ.
- Loại sợi này chỉ đáp ứng cự ly truyền dẫn rất ngắn vỡ có suy hao
rất lớn.
17
3. PHÂN LOẠI SỢI QUANG (1)
 Mét sè quan ®iÓm ph©n lo¹i
 C¸c lo¹i sîi quang
 ChiÕt suÊt cña c¸c lo¹i sîi quang
18
3. PHÂN LOẠI SỢI QUANG (3)
 Mét sè quan ®iÓm ph©n lo¹i:
 Ph©n lo¹i sîi theo chØ sè chiÕt suÊt,
 Ph©n lo¹i theo mode truyÒn dÉn,
 Ph©n lo¹i theo cÊu tróc vËt liÖu.
19
3. PHN LOI SI QUANG (5)
Các loại sợi quang
Tiêu chí
Loại sợi
Phân loại sợi theo chỉ số chiết suất
Sợi có chỉ số chiết suất phân bậc
Sợi có chỉ số chiết suất Gradien
Phân loại theo mode truyền dẫn
Sợi đơn mode
Sợi đa mode
Phân loại theo cấu trúc vật liệu
Sợi lõi thủy tinh, vỏ thuỷ tinh
Sợi lõi thủy tinh, vỏ chất dẻo
Sợi lõi chất dẻo, vỏ chất dẻo
20

1
n
2
Sợi đa mode
Sợi đơn mode
Lõi
sợi
Vỏ phản
xạ
Vỏ
bảo vệ
Lõi
sợi
Vỏ phản
xạ
Vỏ
bảo vệ
Trên quan điểm chiết suất và mode, ta có sơ đồ phân loại sau:
Hỡnh 2
22
3. PHÂN LOẠI SỢI QUANG (8)
 C¸c lo¹i sîi quang
Trªn quan ®iÓm chiÕt suÊt vµ mode, ta cã 3 lo¹i sîi chÝnh sau:
n
2
n
2
n
1
Sîi chiÕt suÊt

(1 - ) với r > a
Trong đó: r : khoảng cách bán kính tính từ trục sợi,
a : bán kính lõi sợi,
n
1
: chỉ số chiết suất của lõi và n
1
th-ờng là 1,48,
n
2
: chỉ số chiết suất lớp vỏ, n
2
< n
1-
,
: là sự khác nhau của chỉ số chiết suất lõi và vỏ, đ-ợc xác
định gần đúng theo công thức:
1
21
2
1
2
2
2
1
2
n
nn
n
nn