浙江傳媒學(xué)院第二章光纖上課新版-wenkub
2023-05-21 23:34:18 本頁(yè)面
【正文】 NA= n0 sin (θmax) = 得光纖的數(shù)值孔徑為： ??? 212221 nnn 光纖的數(shù)值孔徑 NA僅決定于光纖的折射率 n1和 n2 ， 與光纖的 直徑 無(wú)關(guān) 。例題： 階躍型多模光纖導(dǎo)光原理圖 設(shè) 纖芯 和 包層 折射率分別為 n1和 n2，空氣的折射率n0=1，纖芯中心軸線與 z軸一致。 （ 2） 波動(dòng)理論分析法 （ 適用于單模光纖 ） 比較抽象 ， 數(shù)學(xué)推導(dǎo)和演算復(fù)雜 。 三角芯光纖 : 改進(jìn)的色散移位光纖 橢圓芯光纖 : 雙折射光纖 或 偏振保持光纖 。 漸變型多模光纖 和 單模光纖 ， 包層外徑 2b都選用 125μ m。km，適用于中等容量（ 34~140 Mb/s）中等距離（ 10~20 km）系統(tǒng)。km，一般用于小容量（ 8 Mb/s以下）短距離（幾 km以內(nèi)）系統(tǒng)。 ? 5．按照 ITUT建議分類 ? 為了使光纖具有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際電信聯(lián)盟 ——電信標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu) (ITUT)制定了統(tǒng)一的光纖標(biāo)準(zhǔn) (G標(biāo)準(zhǔn) )。 ( α ) 階 躍 光 纖n n2n2n1r纖 芯包 層( b ) 漸 變 光 纖 nn1n2n2r纖 芯包 層光纖分類 ? 按光纖 傳播模式 分類 ? 模式：光纖可以看成是導(dǎo)引電磁能量沿光纖長(zhǎng)度方向傳播的光波導(dǎo)，被導(dǎo)電磁波稱為導(dǎo)波模式。一般為 硅橡膠材料或 聚丙乙烯。 光纖結(jié)構(gòu)和類型 光纖傳輸原理 光纖傳輸特性 光纖的制造工藝 光纜 第 2 章 光纖和光纜 返回主目錄 第 2 章 光 纖 和 光 纜 纖芯：光能量傳輸?shù)耐ǖ馈? 圖 光纖的外型 包層n2纖芯n1n1n2 設(shè) 纖芯 和 包層 的 折射率分別為 n1和 n2，傳輸?shù)谋匾獥l件是 n1n2 光纖分類 ? 1．按光纖的 制造材料 不同分類 ? 根據(jù)制造材料不同，可分為石英光纖和塑料光纖。 ? 多模光纖 (MMF) ? 單模光纖 (SMF)。按照 ITUT關(guān)于光纖的建議，可以將光纖分為 (多模漸變型光纖 )、 (標(biāo)準(zhǔn)單模光纖 )、 (色散位移光纖 )、 (衰減最小光纖 )、 (非零色散光纖 )等。 在纖芯中心折射率最大為 n1 ，沿徑向 r向外圍逐漸變小，直到包層變?yōu)?n2。 折射率分布和階躍型光纖相似，纖芯直徑只有 8~10 μm， 光線 以 直線形狀 沿纖芯中心軸線方向傳播 。 特種單模光纖 最有用的若干典型特種單模光纖的橫截面結(jié)構(gòu)和折射率分布下圖所示： 2 a 2 an1n2n3( a ) ( b ) ( b )′ (a) 雙包層； (b) 三角芯； (c) 橢圓芯 雙包層光纖 : 色散平坦光纖 （ DFF） 適用于波分復(fù)用系統(tǒng) ， 這種系統(tǒng)可以把傳輸容量提高幾倍到幾十倍 。 提高接收靈敏度 ， 增加傳輸距離 。 均勻平面波在兩理想介質(zhì)交界面的反射和折射 介質(zhì) n2光疏 介質(zhì) n1光密 n法線方向 折射率 n1n2 θ 1 θ 3 θ 2 （ 1）反射定律（在同一介質(zhì)偏折射） θ 1 = θ 3 入射角等于反射角 （ 2）折射定律 2211 s i ns i n nn ?? ?（ 3） 全反射 121 a rc t a n nnc ?? ??當(dāng) 時(shí) 只有反射光線，沒(méi)有折射光線，稱為全反射現(xiàn)象。 階躍型多模光纖導(dǎo)光原理 由此可見(jiàn)，只有在半錐角為 θi ≤θmax的圓錐內(nèi)入射的光束才能在光纖中傳播。 為相對(duì)折射率差設(shè) 121 /)( nnn ??? NA表示光纖接收和傳輸光的能力。 解： （ 1）相對(duì)折射率差 Δ： ?????? 121nnn????? （ 2）數(shù)值孔徑 NA： （ 3）入射臨界角 θmax ??? ?? )(s i n)(s i n 11m a x NA? o （ 1） ?????????????arnararnrng22100])(21[)(n1 和 n2 分別為纖芯中心和包層的折射率； r 和 a 分別為徑向坐標(biāo)和纖芯半徑； Δ 為相對(duì)折射率差； 圖 漸變型多模光纖的光線傳播原理 ?o?id zrirmp纖芯 n (r)r? ?*zr0d r（ 1） 局部數(shù)值孔徑 由于漸變型多模光纖折射率分布是徑向坐標(biāo) r的函數(shù) ， 纖芯各點(diǎn)數(shù)值孔徑不同 ， 所以要定義局部數(shù)值孔徑 NA(r)和最大數(shù)值孔徑 NAmax 222 )()( nrnrNA ??2221m a x nnNA ??（ 2） 自聚焦效應(yīng) 不同入射角相應(yīng)的光線 ， 雖然經(jīng)歷的路程不同 ， 但是最終都會(huì)聚在一點(diǎn)上 ， 這種現(xiàn)象稱為 自聚焦效應(yīng) 漸變型多模光纖 具有 自聚焦效應(yīng) ， 不僅不同入射角相應(yīng)的光線會(huì)聚在同一點(diǎn)上 ， 而且這些光線的 時(shí)間延遲 也近似相等 。 光纖中有多個(gè)傳輸模式，它與波長(zhǎng)，光纖結(jié)構(gòu)，纖芯和包層的折射率有關(guān)。 ,1300 nm??, umd ?例題： 22212 nn
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