第二章光導(dǎo)纖維的傳輸原理-wenkub
2022-08-19 09:56:40 本頁(yè)面
【正文】 mzje x pE?????ar?ar?? ? ? ?? ????????????aWrKAaUrJA//s i n mc o s mzje x pm2m1???Copyright Wang Yan 七．場(chǎng)的各分量 邊界條件： r＝ a處， A: E(y) 取 的解， A1Jm(u)=A2Km(w)=A A1=A/J m(u) , A2= A/ Km(w) 21 |E|E ?? ???? ???? ? ary0ary |E|E?? mc o s)( ??? ? ? ?? ??????aWrKAaUrJAm//c o szje x pEm2m1y ??ar ?ar ?ar ?ar ?? ?? ? ? ?? ? ? ??????wKawrKuJaurJmAmmmmy ////c o szje x pE ??Copyright Wang Yan Z0, Z1=Z0/n1, Z2=Z0/n2, 分別是自由空間，光子 Z0層中平面 波的波阻抗。 ④各分量在波導(dǎo)邊界上連續(xù)。 ? １ 弱導(dǎo)條件 ? ２ 弱導(dǎo)條件下光纖中的場(chǎng)的特點(diǎn) ① 由于電磁場(chǎng)是與波矢量垂直的，因而光纖軸近于垂直。 C:拉絲的過(guò)程控制的很好，纖芯和包層的直徑非常均勻 D:光纖的均勻性非常好，在大多數(shù)情況下，我們可以認(rèn)為光纖是完美的圓柱狀光波導(dǎo)。 E:我們假定包層是無(wú)限大的，這樣光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)歸納為 3個(gè)：纖芯半徑 a，纖芯和包層的折射率ncore和 ncladding F:在加上光場(chǎng)的波失，這些參數(shù)就決定了光在光纖中的傳播 bMMF:(階躍多模光纖 ) 2a=50?m,2b=125 ?m Copyright Wang Yan 第二章 光導(dǎo)纖維的傳輸原理 Ray Picture of Optical Fibers () A:Numerical Aperture:反映了光纖搜集射線(xiàn)的能力 22001c oss inc l a dc o r eic o r eextnnnNAnnNA?????? ??0222s i n2nnNAnnnnnnc o r eextc o r ec l a dc o r ec o r ec l a dc o r e???????????B: corencladncladnext?in? i?i?10 ?nC:實(shí)際光纖中傳輸模型比較復(fù)雜，按上式確定的 NA必有差異，數(shù)值孔徑往往由測(cè)試值確定 8/17/2022 3 ２ 階躍光纖的波動(dòng)理論解法 第二章 光導(dǎo)纖維的傳輸原理 Copyright Wang Yan 一． Maxwell’s equations ? 麥克斯韋方程給出了電場(chǎng)和磁場(chǎng)之間的關(guān)系。其軸向分量 EZ、 HZ極小，橫向場(chǎng) ET、 HT占優(yōu)勢(shì)。邊界條件 112 ?nn 2/)(s in121 ?? ?? ? nnc0)12 ??? EEn ??? （0)12 ??? HHn ??? （SDDn ???? )12??? （0)12 ??? BBn ??? （Copyright Wang Yan 五． 標(biāo)量解的場(chǎng)方程（一） Z X Y Ey 選擇電場(chǎng)的偏振方向沿 y軸方向 在圓柱坐標(biāo)系中展開(kāi) 分離變量 Ey滿(mǎn)足標(biāo)量 Helmhotz方程： 02202 ??? yy EnkE??011 202222222????????????? yyyyy EnkZEEEE ?????)()()( Zry ZARE ???Copyright Wang Yan Coordinate system for modes in an optical fiber Copyright Wang Yan 五． 標(biāo)量解的場(chǎng)方程（二） A: Z(Z) 導(dǎo)波沿 Z方向呈行波狀態(tài)， 相位常數(shù) ?， B: Ey沿圓周方向應(yīng)是以 2?為周期的函數(shù)， )e x p ()( ZjZ Z ???)(?????????? mms inc o s)(Copyright Wang Yan m： Bessel函數(shù)的階。 B: H(x) 橫向磁場(chǎng)只包含 Hx分量，可根據(jù) Ey直接寫(xiě)出， ? ? ? ?? ?? ? ? ?? ???????????? ???????
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