光纖光學(xué)課件第一章-免費(fèi)閱讀
【正文】 3. 從麥克斯韋方程組出發(fā)，導(dǎo)出磁場(chǎng)的波動(dòng)方程。 l 在傳播場(chǎng)與消逝場(chǎng)的交界處，有 ＝0。 現(xiàn)在Ez(r)為未知函數(shù)，利用這些表達(dá)式， 電場(chǎng)z分量可以寫(xiě)成 Ez(r,φ, z)=Ez(r)Exp[i(vφβz)] 代入波導(dǎo)場(chǎng)方程得到：這樣就把分析光纖中的電磁場(chǎng)分布，歸結(jié)為求解貝塞爾(Bessel)方程。l (4)混雜模(HE或EH): Ez≠0, Hz≠0。給定的波導(dǎo)中能夠存在的模式及其性質(zhì)是已確定了的,外界激勵(lì)源只能激勵(lì)起光波導(dǎo)中允許存在的模式而不會(huì)改變模式的固有性質(zhì)。3. 光纖的研究方法波動(dòng)理論l 波動(dòng)理論是一種比幾何光學(xué)方法更為嚴(yán)格的分析方法，其嚴(yán)格性在于：l (1)從光波的本質(zhì)特性──電磁波出發(fā)，通過(guò)求解電磁波所遵從的麥克斯韋方程，導(dǎo)出電磁場(chǎng)的場(chǎng)分布,具有理論上的嚴(yán)謹(jǐn)性；(2) 未作任何前提近似,因此適用于各種折射率分布的單模光和多模光波導(dǎo)。l 由光線方程可以直接求出光線軌跡表達(dá)式。 NA越大， 纖芯對(duì)光能量的束縛越強(qiáng)，光纖抗彎曲性能越好。根據(jù)斯奈爾(Snell)定律得到 n0sinθ=n1sinθ1=n1cosψ1 ?當(dāng)θ=θc時(shí)，相應(yīng)的光線將以ψc入射到交界面，并沿交界面向前傳播(折射角為90176。 色散平坦光纖適用于波分復(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?；脽羝?光纖的分類幻燈片4實(shí)用光纖主要的三種基本類型(a) 突變型多模光纖； (b) 漸變型多模光纖； （c） 單模光纖 多模光纖幻燈片5階躍折射率光纖剖面測(cè)量圖（華工光通信研究所）單模光纖多模光纖幻燈片6光纖結(jié)構(gòu)l 光纖（Optical Fiber）是由中心的纖芯(Core)和外圍的包層(Cladding)同軸組成的圓柱形細(xì)絲。l 纖芯的折射率比包層稍高，損耗比包層更低，光能量主要在纖芯內(nèi)傳輸。 偏振保持光纖用在外差接收方式的相干光系統(tǒng)， 這種系統(tǒng)最大優(yōu)點(diǎn)是提高接收靈敏度，增加傳輸距離。)， 如光線2， ?當(dāng)θθc時(shí)，相應(yīng)的光線將在交界面折射進(jìn)入包層并逐漸消失，如光線3。 但NA越大，經(jīng)光纖傳輸后產(chǎn)生的信號(hào)畸變?cè)酱?，因而限制了信息傳輸容量?dr/dz是光線切向斜率, 對(duì)于均勻波導(dǎo)，n 為常數(shù),光線以直線形式傳播。波動(dòng)理論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)——麥克斯韋方程：幻燈片20 從麥克斯韋方程組
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