【正文】 播 。 對于同一類型的波，其場強在圓周方向 (即 φ方向 )或徑向方向 (即 r方向 )的分布情況又會有所區(qū)別，即電磁場的分布會不盡相同。 即 Ez＝ 0、 Hz＝ 0。 光 纜 ? ? 1. 光纜的構(gòu)造 光纜的構(gòu)造一般分為纜芯和護層兩大部分 。 圖 ? (1) 層絞式光纜的結(jié)構(gòu)類似于傳統(tǒng)的電纜結(jié)構(gòu)方式 ， 故又稱為古典式光纜 。 圖 光纜的型式代號 ? ① GY： 通信用室 (野 ) GR： GJ： 通信用室 (局 ) GS： GH： 通信用海底光纜； GT： GW： 通信用無金屬光纜 。km)的千 注意：同一光纜適用于兩種以上的波長，并具有不同的傳輸特性時，應(yīng)同時列出各波長上的規(guī)格代號，并用 / ? ⑤ A： 適用于 40℃ ~ +40℃ ； B： 適用于 30℃ ~ +50℃ C： 適用于 20℃ ~ +60℃ D： 適用于 5℃ ~ +60℃ 第三章 光纖的傳輸特性 光纖的損耗特性 光纖的色散特性 成纜對光纖特性的影響 典型光纖參數(shù) 光纖的損耗特性 ? 吸收損耗是由制造光纖材料本身以及其中的過渡金屬離子和氫氧根離子 (OH－ )等雜質(zhì)對光的吸收而產(chǎn)生的損耗 ， 前者是由光纖材料本身的特性所決定的 ， 稱為本征吸收損耗 。 對于短波長光纖，損耗主要取決于瑞利散射損耗。 用數(shù)學(xué)表達式表示為： 式中： L為光纖長度，以 km為單位；P1和 P2分別為光纖的輸入和輸出光功率，以 mW或 μW為單位。 τm(λ)=Dm(λ) 對于弱導(dǎo)光纖 ， βy和 βx之差可以近似地表示為： 式中： nx和 ny分別為 x方向和 y方向的折射率 。 ? 1. 既然脈沖展寬 、 色散和帶寬描述著光纖的同一個特性 ， 那么它們之間必然存在著一定的聯(lián)系 。 ? 2. 光纜能承受的最大側(cè)壓力取決于護套的材料和結(jié)構(gòu)，多數(shù)光纜能承受的最大側(cè)壓力在 100～ 400kg/10cm ? 3. 彎曲特性主要取決于纖芯與包層的相對折射率差 Δ以及光纜的材料和結(jié)構(gòu)。 ， 這種光纖在光纖通信發(fā)展初期廣泛應(yīng)用于中小容量 、 中短距離的通信系統(tǒng)中 。 ? (1) 套管結(jié)構(gòu)的連接器由插針和套筒組成。 ? (3) ST ST型連接器采用帶鍵的卡口式鎖緊機構(gòu) ， 確保連接時準確對中 。 它是指光纖連接處 ， 后向反射光對輸入光的比率的分貝數(shù) ， 表達式為： Ar＝ 10lgPR/P0 (dB) 式中： Ar表示回波損耗； P0表示輸入光功率； PR表示后向反射光功率 。 圖 合器的迅衰場耦合示意圖 ， 其中歸一化頻率 ? (2) 在多模光纖中 ， 傳導(dǎo)模是若干個分立的模式 ， 不僅應(yīng)在數(shù)值孔徑角內(nèi) ， 還要同時滿足 4 an1sinθ=mλ(m=1， 2， 3， … )。 ? 4. 方向性也是光耦合器所特有的一個技術(shù)術(shù)語 ， 它是衡量器件定向傳輸性的參數(shù) 。 ? 7. 隔離度是指某一光路對其他光路中的信號的隔離能力 。 ? (2) 相位掩膜板法 ， 是利用預(yù)先制作的膜板 ， 當(dāng)紫外光通過相位板時產(chǎn)生干涉 ， 從而在光纖圓柱面形成干涉場 ， 將光柵寫入光纖 。 ? (2) 毛細管效應(yīng)光開關(guān)是采用了電毛細管效應(yīng)或熱毛細管效應(yīng)的光開關(guān)結(jié)構(gòu) 。 ? 3. 隔離度是指兩個相隔離輸出端口光功率的比值 ， 以分貝來表示 。 圍繞原子核旋轉(zhuǎn)的電子能量不能任意取值 ， 只能取特定的離散值 ， 這種現(xiàn)象稱為電子能量的量子化 。 由于需要外部激勵 ， 所以該過程稱為受激輻射 。 ? 激光二極管的工作原理 在結(jié)構(gòu)上 ， 半導(dǎo)體激光二極管 (Laser Diode， LD)與其他類型的激光器是相同的 ，都主要由三部分構(gòu)成：激勵源 、 工作物質(zhì)及諧振腔 。 ? ④ 波長可調(diào)諧單頻激光二極管是波分復(fù)用系統(tǒng) 、 相干光通信系統(tǒng)及光交換網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵器件 ， 其主要性能指標(biāo)包括調(diào)諧速度和波長調(diào)諧范圍 。 圖 LED的光譜特性 ? 3. 在一級近似和平均工作電流不變的條件下 ， 發(fā)光二極管的輸出功率與調(diào)制信號 式中： P (0)是頻率為 0時 LED輸出的光功率值； τe是有源區(qū)少數(shù)載流子的壽命 。 ? 2. LD的光譜特性如圖 。 所謂直接調(diào)制方式 ， 是指直接將調(diào)制信號施加在光源上來完成光源參數(shù)的調(diào)制過程 。 共發(fā)射極驅(qū)動電路的工作原理如下所述：當(dāng)輸入數(shù)據(jù)信號為 “ 0” 時 ， 晶體三極管 VT處于截止?fàn)顟B(tài) ， LED中沒有電流流過 ，因此 LED不發(fā)光；當(dāng)輸入數(shù)據(jù)信號為 “ 1”時 ， 晶體三極管 VT工作于飽和狀態(tài) ， LED中有較大的電流流過 ， 所以 LED發(fā)光 。如果這時吸煙會使支氣管受到刺激而導(dǎo)致痙攣，使二氧化碳排出受阻，從而產(chǎn)生氣悶、頭暈、乏力等癥狀 二忌 空腹喝牛奶 牛奶中的蛋白質(zhì)經(jīng)過胃和小腸消化成氨基酸才能在小腸被吸收，而空腹喝牛奶使胃排空很快，蛋白質(zhì)還來不及被吸收，造成營養(yǎng)浪費，而且蛋白質(zhì)在大腸內(nèi)還會腐敗成有毒物質(zhì) 三忌 如廁看報 許多人喜歡如廁看報，一蹲就是大半天。從 1709年開始營建，至 1809年基本建成，歷時一個世紀。還有仿桃花源的“武陵春色”、仿廬山的“西峰秀色”、仿獅子林的“疊石迷宮”等等，匯集了無數(shù)天下勝景和名園的精華。次日英國侵華軍全權(quán)專使額爾金等進占。功能類似故宮太和殿、保和殿，亦是皇帝駕崩后停靈之處。黃花陣花園門為西洋座鐘形，黃銅雕刻花紋大門兩扇。此山曾是乾隆帝跑馬登山處，俗稱轉(zhuǎn)馬臺。經(jīng)此浩劫，這座聞名于世的皇家園林只剩下一片殘瓦頹垣。 6日聯(lián)軍循城追擊清軍至圓明園。在山環(huán)水繞之中，分布著 140多個景區(qū)，匯集了當(dāng)時江南若干名園勝景的特點，融我國古代造園藝藝術(shù)精華，以園中之園的藝術(shù)手法，將詩情畫意融化于千變?nèi)f化的景象之中。如果門窗緊閉，不出三小時室內(nèi)二氧化碳量就會增加三倍，細菌等有害物質(zhì)也會成倍增長。 當(dāng)溫度進一步增大時 ， A2放大器的反向輸入端電位會繼續(xù)減小 ， A2放大器的輸出端電位會繼續(xù)增大 ， 使二極管 VD導(dǎo)通 ，晶體三極管 VT的基極電位就被箝位于 A2放大器的輸出端電位 ， 不再隨著溫度的上升而繼續(xù)上升 ， 從而有效地保證了半導(dǎo)體制冷器的安全 。 ? (2) 消光比定義為最大平均發(fā)送光功率與最小平均發(fā)送光功率之比 ， 通常用符號 EX表示： 若用相對值表示 ， 驅(qū)動電路和輔助電路 ? ? 1. 一個優(yōu)良的驅(qū)動電路應(yīng)該滿足以下條件： (1) 能夠提供較大的 、 (2) 有足夠快的響應(yīng)速度 ， 最好大于光源的 (3) 保證光源具有穩(wěn)定的輸出特性 。 ? 2. 在沒有任何測試儀表或測試手段的情況下 ， 可以通過 PN結(jié)的測試來初步判斷光源器件的好壞 。 曲線越陡 ， 微分量子效率越大 。 圖 LED的 PI特性 ? 2. LED的光譜特性如圖 。 ? ② 模式選擇也可以采用耦合腔結(jié)構(gòu)實現(xiàn) ，其基本機理為：雖然兩個諧振腔具有各自不同的振蕩縱模 ， 但是當(dāng)兩個諧振腔放在一起構(gòu)成耦合腔 (或復(fù)合腔 )時 ， 這時只有兩個諧振腔中相同的縱模才能成為耦合腔的振蕩縱模 ， 再加上增益譜的作用 ， 最終實現(xiàn)了模式選擇功能 。 ? 1. 按照器件輸出光的方式 ， 可以將發(fā)光二極管分為三種類型結(jié)構(gòu)：表面發(fā)光二極管 、 邊發(fā)光二極管及超輻射發(fā)光二極管 。s； ν12為光子的頻率； E2為高能級能量； E1為低能級能量 。 ? 7. 開關(guān)時間是指開關(guān)端口從某一初始狀態(tài)轉(zhuǎn)為通或斷所需的時間 ， 開關(guān)時間從開關(guān)上施加或撤去轉(zhuǎn)換能量的時刻算起 。 ? 2. 回波損耗 (也稱反射損耗或反射率 )是指從輸入端返回的光功率與輸入光功率的比值 ， 以分貝表示： 式中： P0為進入輸入端的光功率； P1為輸入端口接收到的返回光功率 。 光 開 關(guān) ? ? 1. 機械式光開關(guān)是最傳統(tǒng)的光開關(guān) ， 一種實用化的機械式多模光纖光開關(guān)的插入損耗小于 1dB， 開關(guān)時間小于 1ms。 圖 波導(dǎo)陣列光柵型 DWDM ? 3. 光纖光柵是利用光纖制造中的缺陷 ，用紫外光照射 ， 使得光纖纖芯折射率分布呈周期性變化圖 ，在滿足布拉格光柵條件的波長上全反射 ，而其余波長通過的是一種全光纖陷波濾波器 ， 如圖 。它是指當(dāng)傳輸光信號的偏振態(tài)發(fā)生 360176。 該值以分貝 (dB)表示的數(shù)學(xué)表達式為 式中： Pouti為第 i個輸出口的輸出功率； Pin為輸入光功率 。 熔融拉錐法就是將兩根 (或兩根以上 )除去涂覆層的光纖以一定的方式靠攏 ， 在高溫加熱下熔融 ， 同時向兩側(cè)拉伸 ， 最終在加熱區(qū)形成雙錐體形式的特殊波導(dǎo)結(jié)構(gòu) ，實現(xiàn)傳輸光功率耦合的一種方法 。 ? 1. 插入損耗是指光纖中的光信號通過活動連接器之后 ， 其輸出光功率相對輸入光功率的比率的分貝數(shù) ， 表達式為： Ac＝ 10lgP1/P0 (dB) 式中： A c為連接器插入損耗； P0為輸入端的光功率； P1為輸出端的光功率 。 下面針對 FC、 SC和 ST這三種連接器作簡單的介紹 。 第四章 常用光無源器件 光 纖 連 接 器 光纖耦合器 波分復(fù)用 /解復(fù)用器 光 開 關(guān) 光 纖 連 接 器 ? 光纖連接器的結(jié)構(gòu)與種類 光纖 (纜 )活動連接器是實現(xiàn)光纖 (纜 )之間活動連接的光無源器件 ， 它還具有將光纖 (纜 )與其他無源器件 、 光纖 (纜 )與系統(tǒng)和儀表進行活動連接的功能 。 一般光纖的斷點強度約為 1～ 5kg， 而由于光纜結(jié)構(gòu)中加入了加強構(gòu)件 、 護套 、 甚至鎧裝層等 ， 因此其斷點強度遠大于上述值；不僅如此 ， 光纜的抗側(cè)壓 、 抗沖擊和抗扭曲性能都有明顯增強 。Lγ 式中： L是光纖的制造長度 (km)， γ為帶寬距離指數(shù) ， 它的取值與光纖的剖面分布及模耦合狀態(tài)有關(guān) ， 一般在 ～ (多模光纖取 ～ ， 單模光纖 γ＝ 1)?？捎檬?(333)表示 。 單模光纖中可能同時存在 LP01x 和LP01y兩種基模 ， 也可能只存在其中一種模式 ， 并且可能由于激勵和邊界條件的隨機變化而出現(xiàn)這兩種模式的交替 。km） 。 微彎是由于光纖受到側(cè)壓力和套塑光纖遇到溫度變化時，光纖的纖芯、包層和套塑的熱膨脹系數(shù)不一致而引起的，其損耗機理和彎曲一致，也是由模式變換引起的。 ? ? 1. 任何光纖波導(dǎo)都不可能是完美無缺的 ，無論是材料 、 尺寸 、 形狀和折射率分布等等 ， 均可能有缺陷或不均勻 ， 這將引起光纖傳播模式散射性的損耗 ， 由于這類損耗所引起的損耗功率與傳播模式的功率成線性關(guān)系 ， 所以稱為線性散射損耗 。 ? ④ 光纖的傳輸特性代號是由使用波長 、損耗系數(shù) 、 模式帶寬的代號 (分別為 a、 bb、cc)構(gòu)成 。 ? 2. 光纜的型號 ［ 6］ 光纜的種類較多，同其他產(chǎn)品一樣，具有具體的型式和規(guī)格。 ? 2. 光纜的基本結(jié)構(gòu)按纜芯組件的不同一般可以分為層絞式 、 骨架式 、 束管式和帶狀式四種 ， 如圖 。 ?① 導(dǎo)模的截止條件 → → ? ② 遠離截止時的 U 光纖中導(dǎo)模的 U值是隨頻率而變化的 。 由于光纖中的導(dǎo)模還必須滿足光纖的邊界條件 ， 所以還要利用光纖的邊界條件來確定場表達式中的參數(shù) U、 W和 β。 式中： A代表任何一個矢量，當(dāng)然 E、 H也滿足式 (247)。 ? 3. 全反射是一種重要的物理現(xiàn)象，當(dāng)光波從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，且入射角大于臨界角時才能產(chǎn)生全反射，即全反射必須滿足： n1n2， θcθ190 ? (1) 全反射情況時介質(zhì) 1 在全反射時，式 (232)根號中是負數(shù)，因此可以變化成下面的形式。 單模光纖的帶寬一般都在幾十 GHz 根據(jù)物理學(xué)的知識可知：波在無限空間中傳播時 ， 形成行波；而在有限空間傳播時 ， 形成駐波 。 圖 光線在階躍型光纖中的傳播 ? 2. 子午射線在漸變型光纖中的傳播 漸變型光纖與階躍型光纖的區(qū)別在于其纖芯的折射率不是常數(shù) ， 而是隨半徑的增加而遞減直到等于包層的折射率 。 ?