光导纤维(如图 37 所示):任务就是将在某一控制单元发射器内产生的光波传送到另一控制单元的接收
器中。光导纤维由几层构成。纤芯是光导纤维的核心部分,是用有机玻璃制成的光导线。纤芯内的光根据全反射原理几乎无损失地传导。透光涂层是由氟聚合物制成,它包在纤芯周围对全反射起关键作用。黑色包层是由尼龙制成,用来防止外部光照射。彩色包层起到识别、保护及隔温作用。
光波在光导纤维中的传送:光导纤维将一部分光波沿直线传送。绝大部分光波是按全反射原理在纤芯表面以之字形曲线在直的光导纤维中传送。
光波通过全反射在纤芯的涂层界面上反射,从而可以在弯的光导纤维中传送。
当一束光小角度照射到折射率高的材料与折射率低的材料之间的界面时,那么光束就会被完全反射,这叫做全反射。光导纤维中折射率高的材料是纤芯,涂层是折射率低的材料,所以全反射发生在纤芯内部。这个效应取决于从内部照射到界面的光波角度,如果该角度过陡,那么光波就会离开纤芯,从而造成较大损失。当光导纤维弯曲或弯折过度时就会出现这种情况。光导纤维的曲率半径不小于25mm。
光纤端面:为了能使传输过程中的损失尽量小,光导纤维的端面应光滑、垂直、洁净,因此应使用专用的切削工具,但需要注意的是,切削面上的污垢和剐痕会加大传送损失。光通过纤芯的端面传送至控制单元的发射器 / 接收器。在生产光导纤维时,为了将光导纤维固定在插头壳体内,使用了激光焊接的塑料端套或黄铜端套。
使用光导纤维注意事项:
◆光波是直线传播的,且不可弯曲,但光波在光导纤维内必须以折射的形式传播
◆发射器与接收器之间的距离可达数米远
◆机械应力作用如振动、安装等不应损坏光导纤维
◆在车内温度剧烈变化时应能保证光导纤维的功能车载光导纤维的特点:
◆光波在光导纤维中传送时的衰减应小
◆光波应能通过弯曲的光导纤维来传送
◆光导纤维应是柔性的
◆在- 40~85℃温度范围内,光导纤维应能保证功能光脉冲的衰减:
光纤内光脉冲的发射距离越大功
率损失也越大,这种自然形成的功率损失被称为衰减,衰减量不允许超过某个规定值,否则相应控制单元内的接收模块将无法再处理这个光脉冲。有两种基本形式的衰减:
自然衰减:自然衰减是由光脉冲从发射模块至接收模块走过的距离而产生。
故障衰减:故障衰减是因为光脉冲传输区域有缺陷而产生。
为了能对光导纤维的状态做出评价,就需要测量信号衰减的情况。如果在传输的过程中,光波的功率减小了,这种情况就称为衰减。衰减(A)用分贝(dB)来表示。在进行衰减测量时,这个值是对发射功率和接收功率的比值取对数后得出的。衰减常数越大,信号传送的效果就越差。