光导纤维范文精选

随着科学技术的迅速发展，光导纤维现已成为大有前途的新型基础材料。与之相伴的光纤技术也以新奇、便捷受到人们的喜爱。

诞生源于做实验

1870年初春的一天，英国著名的物理学家丁铎尔在暗室里做试验，一股水流从容器的侧壁孔中向外流㈩。当人们从侧壁给水照明，惊奇地发现，本来直线传播的光，现在竟沿着这股弯曲的水流在耀动，变得弯曲了。这个有趣的实验，给大家留下了深刻的印象，并因此而产生人们难以估量的社会影响。

后来，人们用玻璃纤维模拟这股水流，制成了玻璃光导纤维。玻璃纤维的一端截面对准某一物体，不管它弯曲成什么样的角度和形状，都能从另一端的截面上清楚地看出射入的图像。

光是沿直线传播的，而光导纤维则是弯弯曲曲的，光是怎样从这一端传送到那一端呢?原来，光由折射率大的物质进入折射率小的物质时，在两种物质的交界面上会产生全反射，使光不进入折射率小的物质，而全部返回到折射率大的物质中。光导纤维一般由两层组成，里面一层称为内芯，直径几十微米，但折射率较高：外面一层称包层，折射率较低。从光导纤维一端入射的光线，经内芯反复折射而传到末端，由于两层折射率的差别，使进入内芯的光始终保持在内芯中传输。

结构新奇有特性

光纤按传递光的波长分为可见光、红外线、紫外线和激光传导纤维。根据其纤维结构的不同，又有芯皮型和自聚集型两大类。取下一截芯皮型结构光导纤维放在显微镜下观察，会看到断面中央有一根芯、直径只有几十微米，芯的四周是一圈包皮。芯是用折别率高的透明玻璃材料做成，包皮则用折射串低的玻璃或塑料做成。另一类自聚焦光导纤维传导光线的工作原理和芯皮型结构光导纤维有很大不同。这类光导纤维由许多微型透镜组成，能迫使入射光线逐渐自动向纤维的中心轴方向靠拢，进行聚焦，由此保证入射光线不会从纤维材料中漏出去。 光纤根据其芯材的不同，有石英系光纤、多组分玻璃光纤和塑料光纤之分。二氧化硅是制造前两种光导纤维的重要原料，从高纯度的二氧化硅或称石英玻璃熔融体中，拉出直径约100微米的细丝，称为石英玻璃纤维。普通玻璃虽然可以透光，但在传输过程中损耗大，用石英玻璃纤维光损耗则可大为降低。塑料光纤直径大、弯曲特性好、不易破断、重量轻、色散小、成本低，具有更多的优点。光的传输距离与光导纤维的光损耗大小有关，光损耗小，传输距离就长，否则就需要用中继器把衰减的信号放火。用最新的氟玻璃制成的光导纤维，可以把光信号传输到太平洋彼岸而不需任何中继站。

在实际使用时，常把千百根光导纤维组合在一起并加以增强处理，制成像电缆一样的光缆，这样既提高了光导纤维的强度，又大大增加了通信容量。同样100米长的铜电缆和光缆，若传递信息的频带宽同为40000兆赫兹，铜电缆需直径58毫米的铜缆656股，总重量近220吨，电缆外部的直径为1458毫米，耗资131万美元。而光缆只要一根直径为8.7毫米的光纤，其总重量仅为6.6千克，费用只需680美元。

摘 要：研究了光导纤维在紫外分光光度计中测定纺织品中的六价铬含量，并对其溶出的动力学进行了研究。结果表明，采用光导纤维法无二次污染，且响应灵敏，标准工作溶液线性相关系数为0.9992。对纺织品中六价铬溶出动力学的研究表明，萃取温度、萃取时间和显色时间都对六价铬的溶出量有影响，确定了测定六价铬的最佳萃取温度为38℃，最佳萃取时间为30min，最佳显示时间为35min，为纺织品中六价铬测定提供了一种可行的新方法。

关键词：光导纤维；紫外分光光度计；六价铬；纺织品

纺织品种的纺织纤维是微量物证的一个重要组成部分，而如何快速、准确、高效的对纺织纤维中的有毒有害物质将能够对相似的纺织纤维进行同一认定。纺织品中有毒有害物质，主要有六价铬、铅、镉、铜等可萃取重金属、甲醛、PVC增塑剂、致癌致敏染料等物质[1]。六价铬是污染环境影响人类健康的主要重金属元素之一，由于其强氧化性和对皮肤的高渗透性，很容易被人体吸收，它可通过消化、呼吸道、皮肤及粘膜侵入人体。长期或短期接触或吸入时有致癌危险[2]。文章通过对六价铬的分析对纺织纤维进行检验分析。

由于六价铬的危害性大，其检测方法已被广泛关注，主要有原子发射光谱法[3]、原子吸收光谱法[4]、荧光法[5]、极谱法[6]、化学发光法[7]、质谱法[8]、直接光度法[9]和色谱法[10]等。中华人民共和国国家标准GB/T17593.3-2006规定了测定纺织品中六价铬的分光光度法，需要将处理好的溶液倒入比色皿后才能进行测定，如果比色皿清洗不干净易造成二次污染，影响检测结果。文章提出一种将光导纤维用于紫外分光光度计中测定纺织品中六价铬含量的新方法，并考察了萃取温度、萃取时间和显色时间都对六价溶出量的影响，建立了相关的动力学方程，为六价铬的测定提供了方法参考。

1 材料与方法

1.1 主要试剂

重铬酸钾储备液：准确称取2.829g在105℃干燥至恒重的重铬酸钾基准试剂溶解于三级蒸馏水中，然后稀释至1L，将此溶液转移至棕色瓶中储存于冰箱中备用；显色剂1，5-二苯碳酰二肼（分析纯）；丙酮、冰醋酸、L-组氨酸盐酸盐一水合物、氯化钠、磷酸二氢钠二水合物、氢氧化钠和磷酸，均为分析纯。

1.2 仪器与设备

摘 要：科学教育出版社物理选修《光的全反射》中，应用简单的实验――半圆形玻璃砖，向学生介绍了光的全反射，在新课程标准理念的指导下，我们选取简单的器材制作出能够演示光的反射与光导纤维信号传播的教具，向学生直观演示光的全反射。

关键词：全反射；新课程标准；光导纤维传播；流水束

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）6-0060-2

1 传统演示实验

在科学教育出版社物理选修《光的全反射》中，为了让学生更好地理解光的全反射现象，通过演示用激光沿透明半圆柱形玻璃砖的半径射到直平面上，光经过平面由玻璃进入空气中，入射角从小到大不断改变，向学生介绍光的折射以及光的全反射。

（1）当激光沿半径垂直入射到直平面时，此时入射角为0 °，折射角也为0 °，光线沿直线射出。

（2）当入射角增大一些时，会有微弱的反射光和较强的折射光线。同时，可观察出反射角等于入射角，折射角大于入射角。

（3）随着入射角的逐渐增大，反射光线越来越强，而折射光线减弱，当入射角增大到某一“临界角度”时，折射角达到90 °，折射光线消失，只剩下反射光线，若继续增大入射角，仍然只有反射光线，没有折射光线（见图1）。这就是当光线从光密媒质射入光疏媒质时经常发生的“全反射现象”。

摘要：目的 本实验采用创新设计的光纤激光束引导装置，精确引导单个PC12细胞突起的定向生长，探求光纤引导低能量激光精确控制神经细胞突起在体外定向生长的新方法。方法 选取体外培养突起生长活跃的PC12细胞为研究对象，将光纤末端经拉制后固定于三维微操上。波长为800nm的激光束经光纤引导投射在靶区域，引导过程中光纤随突起的生长而移动，始终与突起的生长方向保持近似垂直位。每隔5min拍摄一张照片，连续观察30min。结果 30例突起生长活跃的PC12细胞中，20例细胞突起的生长方向可在5min内被波长为800nm的激光影响。在30min的照射中，13例PC12细胞的突起跟随光纤激光束生长，偏转角度在60°及以上的有6例，最大偏转角度可达100°以上。结论 本引导装置可影响PC12细胞突起的生长方向，引导其细胞突起跟随激光生长，为光纤引导低能量激光精确控制神经细胞突起在体外定向生长的提供了一种新方法。

关键词：医学光学；光纤；激光；PC12细胞；生长锥

神经再生修复过程中，再生神经元网络的结构重建关系到神经功能的再生。神经元突起定向生长沿一定路径最后到达靶位，并与下一个神经元形成正确的突触连接过程主要依赖于神经纤维最前端生长锥的活动。生长锥的活动受一系列微环境信号的调控，局部微环境的各种化学或电信号等改变是引导神经细胞定向生长的主要体内因素。在体外培养条件下，突起沿着黏附性最佳的表面前进的特性决定了神经元的网络结构[1]，如体外培养的Neuroblastoma-glioma细胞突起可以沿培养皿表面划痕或沿血浆凝块张力线定向生长。电场对轴突亦具有引导作用，Patel等的实验显示电压梯度广泛存在于发育中的胚胎，并影响着胚胎中轴突的生长[2]。近期研究发现，激光作为一种非接触性的操控方式，也能引导神经细胞生长锥的生长方向。A Ehrlicher等学者采用倒置激光共聚焦显微镜对生长中的神经元轴突进行扫描，引导生长锥的生长[3]。该系统由激光器发射激光后经光路耦合，在倒置激光共聚焦显微镜的载物台中央形成激光陷阱，通过操纵激光陷阱位置成功引导生长锥的生长方向[4]。朱天淳等学者采用倒置式激光陷阱置于PC12细胞的生长锥前方来引导生长锥的生长方向，通过对生长锥施以持续作用力，成功引导了神经细胞生长锥的生长方向，引导成功率达65%[5]。然而传统激光陷阱具有体积大、工作距离短，不宜实现多光镊耦合等缺点，使其更广泛的应用受到限制。而光纤技术克服了上述缺点，以其简单的结构，低廉的价格，光全反射的特性，微/纳米尺度的操控能力等优点，越来越受到研究者们的广泛重视。

本研究拟采用创新设计的光纤激光束引导装置，通过调控三维微操将直径为纳米级的光纤末端定位于生长锥一侧，精确引导PC12细胞单个突起的生长，为光纤引导低能量激光精确控制神经细胞突起在体外定向生长寻求新方法并提供实验依据。

1 资料与方法

1.1试剂与溶液 L -多聚赖氨酸、胰蛋白酶、谷氨酰胺；高糖DMEM，青霉素-链霉素；马血清，胎牛血清；其他试剂均为国产分析纯。所用溶液包括PBS 0.25%胰蛋白酶，PC12细胞培养液。PC12细胞分化培养液。谷氨酰胺在使用前加入到培养基，终浓度为2mM。

1.2细胞培养 PC12细胞株以含10%马血清，5%胎牛血清的PC12细胞培养液维持生长，细胞置于37℃、5%CO2培养箱中培养。待单层培养细胞生长至80%汇合后，0.25% 胰蛋白酶消化，以2×104个/cm2的密度接种于L-多聚赖氨酸包被过的培养皿，进行传代培养。并用PC12细胞分化培养液诱导细胞分化和突起的生长。在倒置相差显微镜下定时观察，记录细胞贴壁以及神经细胞突起的生长情况。

1.3激光引导 光纤激光束引导装置：本实验自行设计组装的光纤激光束引导装置主要由红外激光发射器、光纤、三维微操系统，以及包括对可见光和红外线敏感的电子成像设备组成（图1）。激光发射器参数：全固态半导体激光器，波长 808nm，功率500mw。光纤参数：陶瓷插芯光纤跳线，型号FC/PC-FC/PC-2～3.0mm-MM-3M，光纤代码62.5/125um，插入损耗0.3dB，回波损耗35dB。实验中电子成像设备由倒置显微镜的显微成像系统所组成，通过将其与电脑连接，实验人员可以在计算机屏幕中实时记录神经细胞突起的生长轨迹，监控激光引导实验的过程。

摘要：从教材出发，对教学《全反射与光导纤维》内容进行设计。

关键词：全反射与光导纤维；教学设计；教材

中图分类号：G633.7 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0188-02

【教材分析】

《全反射与光导纤维》是上海科技教育出版社普通高中课程标准实验教科书物理选修3-4第四章第六节。“全反射”是学生在学习光的反射和光的折射定律的基础上研究的一种重要的光的现象。它在日常生活和科学研究方面都有广泛的应用。

【教学目标】

1.知识与技能：认识光的全反射现象，掌握临界角的计算公式，能够解释由于全反射而产生的一些现象。

2.过程与方法：观察光的全反射现象，分析产生全反射现象的条件，从理论上推导临界角的计算公式，并且能够用它解决一些问题。

中图分类号　R767　文献标识码　A　文章编号　1005-2720(2009)36-1915-01

摘要　目的探讨纤维喉镜引导YAG激光治疗慢性肥厚性喉炎的疗效。方法35例慢性肥厚性喉炎、伴有声带小结、或伴有声带息肉患者在纤维喉镜引导下YAG激光的治疗。结果治疗效果好，肿物无复发，声音恢复佳。结论纤维喉镜引导YAG激光治疗慢性肥厚性喉炎具有很好的疗效，值得在临床进行推广。

关键词　纤维喉镜；YAG激光；慢性肥厚性喉炎；声带小结；声带息肉

慢性肥厚性喉炎、声带息肉、声带小结是耳鼻喉科的常见病，治疗多以药物治疗和手术治疗为主。药物治疗往往达不到理想的效果，而手术治疗则痛苦大、费用高。我科在1998年购置OLYMPUS纤维喉镜以来，在纤维喉镜下进行了多种微创治疗和检查，尤其在2007年以来对难治性的慢性肥厚性喉炎在纤维喉镜引导下YAG激光治疗取得了良好的效果，现报告如下。

1　资料与方法

1.1　一般资料　声嘶患者35例，其中慢性肥厚性喉炎22例、伴有声带息肉8例、伴有声带小结5例。病程4个月～5年。术前均经抗炎、雾化吸入等药物保守治疗，效果欠佳。

1.2　手术方法 术前空腹6小时以上，术前30分钟肌肉注射阿托品0.5mg。选择较宽敞的鼻腔予麻黄素收缩、1％地卡因棉片鼻腔表面麻醉。口咽部1％地卡因喷雾表面麻醉三次，每次间隔5分钟。再用滴管挑起会厌，声带表面滴注1％地卡因两次，每次1ml。(咽反射明显的患者可采用环甲膜穿刺注入1％地卡因两次，每次1ml，注入后嘱患者轻咳。)纤维喉镜自鼻腔逐步进入暴露声带后，观察声带情况，如有声带小结或息肉者，先用组织钳将息肉或小结切除，然后再将YAG激光的光纤自吸引孔插入(插入时注意操作要轻柔、缓慢，以免光纤头部折断)，调节激光强度25w，持续2秒，将光纤头对准声带和室带最肥厚的部位，距离目标约3mm，进行点状烧灼，见局部组织发白即可。治疗点不必连续，可间隔2mm左右。对切除息肉和小结的声带边缘也进行烧灼。术后给抗生素和激素口服治疗三天，休声两周，忌烟酒、辛辣食物。

1.3　注意事项　YAG激光功率不宜太高，控制在25w以下，每次烧灼的时间不宜太长，控制在2秒以内，如两秒局部组织还没有凝固，可再行烧灼。光纤避免插入组织内，防止损伤声韧带，反而造成矫枉过正。

摘 要：物理教学中，我们要培养学生的科学探究素养，如何实施？具体的教学策略是什么？值得我们深入研究。本文以高中物理《全反射与光导纤维》一课教学为案例，把在高中物理教学中如何具体实施科学探究式教学做简要分析。

关键词：高中物理；科学探究；全反射；临界角

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】1671-8437（2012）02-0100-02

新课改已将“科学探究”列入了课程标准。科学探究是学生积极主动地获取物理知识、认识和解决物理问题的重要实践活动，其目的是让学生通过亲身经历和体验与科学工作者科学探究的相似过程，掌握物理知识与实验技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家科学探究的方法，领悟科学的本质、思想和精神，挖掘个体智力的潜能，培养实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。

《普通高中物理课程标准（实验）》从七个方面提出了学习要求和达成目标。这七个要素分别是：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。在教学中，把科学探究作为教学方法，如何实施，具体的教学策略是什么，值得我们深入研究。下面以高中物理《全反射与光导纤维》教学为例，把在高中物理教学中如何具体实施科学探究式教学做简要分析。

一、创设情境，提出问题

教师：同学们见过海市蜃楼吗？海市蜃楼是怎样形成的？（播放海市蜃楼的视频）再请同学们看一个奇怪的现象，实验演示：拿一个底部带有小孔的盛水玻璃杯，让激光笔在底部小孔处发出光，可看见光居然沿着弯曲的水柱传出。

这两种现象都与全反射现象有关。我们今天就来学习第四章第六节全反射与光导纤维。

本文介绍了碳纤维、光导纤维、空心玻璃纤维等高性能纤维的特性，概述了高性能纤维在智能混凝土中的应用，包括损伤自诊断、温度调控、交通导航、内部裂缝检测、混凝土自我修复等。这些新型高性能纤维材料的引入，为建筑材料的发展注入了新的内容和活力。

The character of some high-performance fibers including carbon fiber, optical fiber, hollow glass fiber were introduced in this article, as well as their application in smart concrete, such as self-detecting of damage, temperature regulation, transportation navigation, internal fissure examination, self-repairing etc. With the application of these new high performance materials, the development of building materials become more active.

自20世纪80年代中期智能材料的概念提出后，科研人员就将其引入建筑材料的加工中，于是就有了智能混凝土的诞生，其主要是指通过在水泥基中加入不同类型的纤维以使混凝土具有智能化功能。

1 碳纤维智能混凝土

碳纤维具有高强、高弹性模量、质轻、耐高温、耐腐蚀和导电、导热性能好等特点，在水泥基材中掺入适量碳纤维不仅可以显著提高强度和韧性，而且可以显著改善其物理性能，尤其是电学性能。

1.1 导电性分析

由于碳纤维导电，因而由碳纤维之间未水化的水泥颗粒、水化产物、裂纹等形成势垒，构成了一定的导电网络。掺入的碳纤维在混凝土基质中出现相互关联的带电粒子通道，通过电极施加电场时，电子沿通道运动而具有导电性。因此，可将碳纤维混凝土作为传感器并以电信号输出的形式反映自身受力状况和内部的损伤程度。当在水泥净浆中掺加 0.5% 体积的碳纤维时，其作为应变传感器的灵敏度可达 700 mV/V，远高于一般的电阻应变片。基于这一特性，可开发碳纤维混凝土的智能化功能。

1.2 碳纤维混凝土的智能化

[摘 要] 本文客观分析了光纤线路维护的重要作用，并说明了产生光纤线路事故的具体原因，以及光纤线路维护的问题和原因，最后列举了光纤线路维护的具体办法。

[关键词] 通信；光缆线路 ；维护 ；问题与对策

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 01. 058

[中图分类号] F273 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2017）01- 0097- 02

1 光纤线路维护的重要意义

当前，光纤宽带网直接面向用户，如果出现损坏情况就会造成大面积断网，容易影响众多的通信客户使用，更有可能造成交换机的瘫痪和传输系统的数据丢失。更会影响光纤行业的整体运营效益和声誉。光纤宽带对于现代人的生活起着十分重要的意义，如果没有良好的通信光纤线路，就会出现光纤故障频发，传输不够稳定、障碍维修不能及时等这些情况，以上这些工作不认真开展，就会影响行业的进步和发展。

2 影响光纤线路故障的主要因素

2.1 外部原因

【摘要】随着电力系统的快速发展，光缆作为电力通信网的基础设施，得到了越来越广泛的应用。光缆通信的安全可靠影响着整个电网的安全运行。所以，在当今信息时代，认真完成电力通信光缆故障维修工作，使电力通信畅通无阻运行下去显得越来越重要。本文就通信光缆的故障及处理措施进行了探讨。

【关键词】电力通信；光缆故障；处理措施

21世纪是通信网快速发展的时期，光缆作为光纤通信的基础设施，它的安全、稳定运行是整个通信网络管理工作所不能忽略的重点问题。由此看来，提高电力通信光缆的维护和管理水平，是当今社会电力企业所关注的热门话题。

1、光缆介绍

1.1光纤

光导纤维简称为光纤，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而成的光传导工具。光纤通信有很多的优点，例如：容量大、传输距离长、质量轻、体积小、抗干扰能力强等，这样一来，光纤通信能够满足当今社会电力通信的发展要求。尤其是光纤复合架空地线的广泛使用，它不仅具有铝包钢线的良好导线性与抗腐蚀性，而且能够把电力架空地线和通信光纤更好的相结合，所以，目前，电力行业非常重视光纤复合架空地线，而且正在广泛的推广使用中。

1.2光缆

光缆是由光纤（光传输载体）经过一定的工艺而形成的线缆。在输电线上架设光纤的方式有四大类：