【正文】 i個(gè)輸出端口的插入損耗； Pouti是第 i個(gè)輸出端口測(cè)到的光功率值；Pin是輸入端的光功率值 。 ? 光纖耦合器的結(jié)構(gòu)與原理 制作光耦合器可以有多種方法 ， 大致可分為分立光學(xué)元件組合型 、 全光纖型 、平面波導(dǎo)型等 。 ? (6) 隨著用戶(hù)通信網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大 、 WDM的普及 、 電信網(wǎng)／數(shù)據(jù)網(wǎng)的光纖化乃至多媒體大容量信息處理設(shè)備的發(fā)展均推動(dòng)著光纜向多芯 、 高密度方向深入發(fā)展 ， 帶狀多芯光纜需要用多芯光纖連接器進(jìn)行連接 ，多芯帶狀光纖 MT連接器就應(yīng)運(yùn)而生 。 ? (5) 透鏡耦合又稱(chēng)遠(yuǎn)場(chǎng)耦合 ， 它分為球透鏡耦合和自聚焦透鏡耦合兩種 ， 其結(jié)構(gòu)分別如圖 、 圖 。km， 和 相同 。 圖 光纖和光纜的溫度特征 把光纖制成光纜，溫度特性會(huì)得到相當(dāng)大的改善，如圖 。 ? 3. 鏈路總帶寬對(duì)通信容量的影響 光纖鏈路總帶寬與光纖長(zhǎng)度之間的關(guān)系要分光纖鏈路中間有無(wú)接頭 。 圖 光纖的帶寬 (f為調(diào)制信號(hào)頻率 ) 通常把調(diào)制信號(hào)經(jīng)過(guò)光纖傳播后 ， 光功率下降一半 (即 3dB)時(shí)的頻率 (fc)的大小 ，定義為光纖的帶寬 (B)。 ? 極化色散也稱(chēng)為偏振模色散 ， 用 τp表示 。 圖 階躍型光纖的模式色散 ? 2. 在漸變型光纖中合理地設(shè)計(jì)光纖折射率分布 ， 使光線(xiàn)在光纖中傳播時(shí)速度得到補(bǔ)償 ， 從而模式色散引起的光脈沖展寬將很小 。 ? 光纖的彎曲有兩種形式：一種是曲率半徑比光纖的直徑大得多的彎曲 ， 我們習(xí)慣稱(chēng)為彎曲或宏彎；另一種是光纖軸線(xiàn)產(chǎn)生微米級(jí)的彎曲 ， 這種高頻彎曲習(xí)慣稱(chēng)為微彎 。 ? 2. 光纖中的有害雜質(zhì)主要有過(guò)渡金屬離子 ， 如鐵 、 鈷 、 鎳 、 銅 、 錳 、 鉻等和 OH－ 。 ? ② 光纖類(lèi)別的代號(hào)及其意義 J： T： 二氧化硅系多模階躍型 (突變型 ) Z： D： X： S： 塑料光纖 。 ? (4) 帶狀式結(jié)構(gòu)的光纜首先將一次涂覆的光纖放入塑料帶內(nèi)做成光纖帶 ， 然后將幾層光纖帶疊放在一起構(gòu)成光纜芯 。 其作用是進(jìn)一步保護(hù)光纖 ， 使光纖能適應(yīng)在各種場(chǎng)地敷設(shè) ， 如架空 、 管道 、 直埋 、 室內(nèi) 、過(guò)河 、 跨海等 。 ? (4) 模的特性可以用 3個(gè)特征參數(shù) U、 W和β來(lái)描述 。 ? (1) 階躍型光纖的纖芯半徑為 a， 包層半徑為 b， 纖芯和包層的折射率分別為 n1和 n2，其截面形狀如圖 (a)所示 。 ? (2) 從麥克斯韋方程組出發(fā) ， 可以導(dǎo)出光波所滿(mǎn)足的亥姆霍茲方程 。 ? 2. 平面波在介質(zhì)分界面上的反射和折射 反射波與入射波在原點(diǎn)處的復(fù)振幅之比稱(chēng)為反射系數(shù)；傳遞波與入射波在原點(diǎn)處的復(fù)振幅之比稱(chēng)為傳遞系數(shù) ， 表示為： 式中： R、 T都是復(fù)數(shù) ， 包括大小及相位 。 ? 2. 只能傳輸一種模式的光纖稱(chēng)為單模光纖 。 圖 光纖中光波相位的變化情況 相位一致條件就是說(shuō)：如果圖中所示的這個(gè)模式在 A、 B處相位相等 ， 則經(jīng)過(guò)一段傳播距離后 ， 在 A′、 B′處也應(yīng)該相位相等或相差 2π的整數(shù)倍 。 折射定律 ：折射光線(xiàn)位于入射光線(xiàn)和法線(xiàn)所決定的平面內(nèi) ， 折射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)位于法線(xiàn)的兩側(cè) ， 且滿(mǎn)足： n1sinθ1=n2sinθ2 ? 一束光線(xiàn)從光纖的入射端面耦合進(jìn)光纖時(shí) ， 光纖中光線(xiàn)的傳播分兩種情形：一種情形是光線(xiàn)始終在一個(gè)包含光纖中心軸線(xiàn)的平面內(nèi)傳播 ， 并且一個(gè)傳播周期與光纖軸線(xiàn)相交兩次 ， 這種光線(xiàn)稱(chēng)為子午射線(xiàn) ，那個(gè)包含光纖軸線(xiàn)的固定平面稱(chēng)為子午面；另一種情形是光線(xiàn)在傳播過(guò)程中不在一個(gè)固定的平面內(nèi) ， 并且不與光纖的軸線(xiàn)相交 ，這種光線(xiàn)稱(chēng)為斜射線(xiàn) 。 在一定的工作波上 ， 當(dāng)有多個(gè)模式在光纖中傳輸時(shí) ， 則這種光纖稱(chēng)為多模光纖 。 根據(jù)系統(tǒng)的工作波長(zhǎng) ， 光纖通信系統(tǒng)可分為短波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng) 、 長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)和超長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng) 。光發(fā)送機(jī)一般由驅(qū)動(dòng)電路 、 光源和調(diào)制器構(gòu)成 ， 如果是直接強(qiáng)度調(diào)制可以省去調(diào)制器 ， 這些將在后續(xù)章節(jié)中詳細(xì)介紹 。 ? 3. 我們知道 ， 電話(huà)線(xiàn)和電纜一般是不能跟高壓電線(xiàn)平行架設(shè)的 ， 也不能在電氣鐵化路附近鋪設(shè) 。 圖 反射波導(dǎo)和透鏡波導(dǎo) 1966年 ， 英籍華人高錕 (， 當(dāng)時(shí)工作于英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)電信研究所 )博士深入研究了光在石英玻璃纖維中的嚴(yán)重?fù)p耗問(wèn)題 ，發(fā)現(xiàn)這種玻璃纖維引起光損耗的主要原因是其中含有過(guò)量的鉻 、 銅 、 鐵與錳等金屬離子和其他雜質(zhì) ， 其次是拉制光纖時(shí)工藝技術(shù)造成了芯 、 包層分界面不均勻及其所引起的折射率不均勻 ， 他還發(fā)現(xiàn)一些玻璃纖維在紅外光區(qū)的損耗較小 。 ? 在大氣光通信受阻之后 ， 人們將研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)入到地下光波通信的實(shí)驗(yàn) ， 先后出現(xiàn)過(guò)反射波導(dǎo)和透鏡波導(dǎo)等地下通信的實(shí)驗(yàn) ， 如圖 。 如果今后采用非石英光纖 ， 并工作在超長(zhǎng)波長(zhǎng) (＞ 2μm)， 光纖的理論損耗系數(shù)可以下降到 103～ 105dB/km， 此時(shí)光纖通信的中繼距離可達(dá)數(shù)千 ， 甚至數(shù)萬(wàn)公里 。 系統(tǒng)中光發(fā)送機(jī)的作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào) ， 并將生成的光信號(hào)注入光纖 。 根據(jù)光纖的傳導(dǎo)模數(shù)量，光纖通信系統(tǒng)可以分為多模光纖通信系統(tǒng)和單模光纖通信系統(tǒng)。 ? 2. 按光纖中傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量 ， 可以將光纖分為多模光纖 (MultiMode Fiber， MMF)和單模光纖 (Single Mode Fiber， SMF)。 反射定律：反射光線(xiàn)位于入射光線(xiàn)和法線(xiàn)所決定的平面內(nèi) ， 反射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)處于法線(xiàn)的兩側(cè) ， 并且反射角等于入射角 ， 即： θ1′＝ θ1。 ? 2. 光纖中光波相位的變化情況如圖 示 ， 在這里以階躍型光纖為例來(lái)討論光纖的相位一致條件 ， 不作復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo) ，只提及波動(dòng)光學(xué)中的基本觀點(diǎn)和結(jié)論 。 為了描述光纖中傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)目，在此引入一個(gè)非常重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，即光纖的歸一化頻率，一般用 V表示，其表達(dá)式如下： ? 1. 顧明思義 ， 多模光纖就是允許多個(gè)模式在其中傳輸?shù)墓饫w ， 或者說(shuō)在多模光纖中允許存在多個(gè)分離的傳導(dǎo)模 。k 稱(chēng)為平面波在該介質(zhì)中的波矢量 。且 D與 E，B與 H有下列關(guān)系。 ? 2. 階躍型光纖的波動(dòng)理論分析就是以麥克斯韋方程組為基礎(chǔ) ， 根據(jù)光纖的邊界條件 ， 從亥姆霍茲方程解出階躍型光纖中導(dǎo)波的場(chǎng)方程 ， 在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出其特征方程 ， 研究其導(dǎo)波模式 ， 分析其傳輸特性 。 如果光纖中存在 TE波 ， 根據(jù) TE波的定義 ， TE波在波導(dǎo)的傳播方向 (Z方向 )上沒(méi)有電場(chǎng)分量 ， 只有磁場(chǎng)分量 ， 即 Ez＝ 0， 根據(jù) Ez表達(dá)式 (275)可以得到 A＝ 0， 然后將 A＝ 0代入式 (283b)中得到 ? ③ EH波和 HE 從上面的闡述中可以看到 ， 當(dāng) m≠0時(shí) ，光纖中不能存在 TE波和 TM波 ， 而只能是Ez、 Hz同時(shí)存在的 EH波和 HE波 。 ? (2) 光纜護(hù)層同電纜護(hù)層的情況一樣 ， 是由護(hù)套和外護(hù)層構(gòu)成的多層組合體 。 它相當(dāng)于把松套管擴(kuò)大為整個(gè)纖芯 ， 成為一個(gè)管腔 ， 將光纖集中松放在其中 。 ? ① 用光纜中同類(lèi)別光纖的實(shí)際有效數(shù)目的阿拉伯?dāng)?shù)字表示 。 ? (2) 紅外吸收損耗是由于光纖中傳播的光波與晶格相互作用時(shí) ， 一部分光波能量傳遞給晶格 ， 使其振動(dòng)加劇 ， 從而引起的損耗 。 ? 2. 光纖中存在兩種非線(xiàn)性散射，它們都與石英光纖的振動(dòng)激發(fā)態(tài)有關(guān)，分別為受激喇曼散射和受激布里淵散射。 因此 ， 在階躍型光纖中最大色散是光線(xiàn) ① 和光線(xiàn) ② 到達(dá)終端的時(shí)延差 。 ? 式 (323)中的第二項(xiàng)與波導(dǎo)的歸一化傳播常數(shù) b和波導(dǎo)的歸一化頻率 V有關(guān) ， 而b和 V又都是光纖折射率剖面結(jié)構(gòu)參數(shù)的函數(shù) ， 所以式 (323)中的第二項(xiàng)稱(chēng)之為波導(dǎo)色散系數(shù) ， 用 Dw(λ)表示 。 其中色散特性是在時(shí)域中的表現(xiàn)形式 ， 即光脈沖經(jīng)過(guò)光纖傳輸后脈沖在時(shí)間坐標(biāo)軸上展寬了多少；而帶寬特性是在頻域中的表現(xiàn)形式 ， 在頻域中對(duì)于調(diào)制信號(hào)而言 ， 光纖可以看作是一個(gè)低通濾波器 ，當(dāng)調(diào)制信號(hào)的高頻分量通過(guò)光纖時(shí) ， 就會(huì)受到嚴(yán)重衰減 ， 如圖 。km)， 其中材料色散占主導(dǎo)地位 。 ? 2. 成纜可以改善光纖的溫度特性 套塑光纖或帶有表面涂層的光纖 ， 它的損耗隨溫度變化如圖 。 ， 其特點(diǎn)是在波長(zhǎng) ， 在 處色散為 17～ 20ps/nm 圖 V形槽結(jié)構(gòu) ? (4) 球面定心結(jié)構(gòu)由兩部分組成 ， 一部分是裝有精密鋼球的基座 ， 另一部分是裝有圓錐面 (相當(dāng)于車(chē)燈的反光鏡 )的插針 。 在選擇跳線(xiàn)時(shí) ， 至少有下述幾個(gè)參數(shù)是需要明確的 。 光纖耦合器 光耦合器是將光信號(hào)進(jìn)行分路或合路、插入、分配的一種器件。 ? ? 1. 插入損耗 (Insertin Loss， IL)定義為指定輸出端口的光功率相對(duì)全部輸入光功率的減少值 。 它定義為在器件的工作帶寬范圍內(nèi) ， 各輸出端口輸出功率的最大變化量 。 波分復(fù)用 /解復(fù)用器 ? 波分復(fù)用 /解復(fù)用器的原理與分類(lèi) ? 1. 衍射光柵型波分復(fù)用器件是近年發(fā)展起來(lái)的。 ? L12 式中： P‘1代表波長(zhǎng)為 λ1的光束在輸出端串?dāng)_到 λ2的輸出端口處的光功率， P2分別代表波長(zhǎng)為 λ2的光束在輸出端口處的輸出光功率。 ? 3. 熱光效應(yīng)光開(kāi)關(guān)是利用加熱光波導(dǎo) ，改變光波導(dǎo)的折射率 ， 引起主波導(dǎo)與需要的分支波導(dǎo)間的光耦合 ， 從而實(shí)現(xiàn)光開(kāi) /關(guān)的器件 。 ? 5. 近端串?dāng)_是指當(dāng)其他端口接終端匹配 ，連接的端口與另一個(gè)名義上是隔離的端口的光功率之比 。 圖 半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu) ? ? 1. 處于高能級(jí)的電子狀態(tài)是不穩(wěn)定的 ，它將自發(fā)地從高能級(jí) (在半導(dǎo)體晶體中更多是指導(dǎo)帶的一個(gè)能級(jí) )運(yùn)動(dòng) (稱(chēng)為躍遷 )到低能級(jí) (在半導(dǎo)體晶體中更多是指價(jià)帶的一個(gè)能級(jí) )與空穴復(fù)合 ， 同時(shí)釋放出一個(gè)光子 。 ? 2. 為了使物質(zhì)發(fā)光 ， 就必須使其內(nèi)部的自發(fā)輻射和 /或受激輻射幾率大于受激吸收的幾率 ， 這一點(diǎn)我們已經(jīng)在介紹光與物質(zhì)的相互作用過(guò)程中提及過(guò) 。 圖 一種擴(kuò)散條形激光二極管 一種折射率波導(dǎo)型激光二極管的結(jié)構(gòu)如圖 。 如此反復(fù) ， 直到放大作用足以克服有源層和高反射率界面的損耗后 ， 就會(huì)向高反射率界面外面輸出激光 。 就 PI特性曲線(xiàn)整體而言 ， 由于存在閾值現(xiàn)象 ， 整體線(xiàn)性不如 LED。 ? 4. 與 LED比較 ， 溫度主要對(duì) LD的閾值電流 、 輸出光功率及峰值工作波長(zhǎng)影響較大 。 數(shù)字調(diào)制方式是指已調(diào)制信號(hào)屬于數(shù)字信號(hào)，這種調(diào)制方式主要包括幅移鍵控(Amplitudeshifted Keying， ASK)調(diào)制方式、頻移鍵控 (Frequencyshifted Keying，F(xiàn)SK)調(diào)制方式及相移鍵控 (Phaseshifted Keying， PSK) ? 2. 由于其他調(diào)制方式應(yīng)用極少 ， 因此我們?cè)谶@里僅僅給出用電場(chǎng)表示的 、 常用強(qiáng)度調(diào)制方式的已調(diào)制信號(hào)表達(dá)式： 式中： KT為與發(fā)送光功率有關(guān)的正常數(shù)； m為調(diào)制系數(shù) (0＜ m≤1)； x(t)為歸一化幅度的調(diào)制信號(hào)波形； ωc為光載波角頻率 ，φ0為初相位 。 ? (2) 圖 LD自動(dòng)功率控制電路 ， 其自動(dòng)功率控制電路的工作原理如下所述：當(dāng)由于溫度原因使 LD輸出光功率降低時(shí) ， 流過(guò) PD(通常為 PINPD)的電流減小 ， A1放大器反向輸入端電位增大 ， A1放大器輸出端電位降低 (即 A2放大器反向輸入端電位降低 )。長(zhǎng)時(shí)間吸入誘發(fā)呼吸道黏膜充血、咳嗽等癥狀，嚴(yán)重者會(huì)出現(xiàn)肺炎與休克 五忌 洗澡時(shí)間過(guò)長(zhǎng) 水中的有毒物質(zhì)如三氯乙烯、三氯甲烷等被熱水分別蒸發(fā)出 80%和50%。它的陸上建筑面積比故宮還多 1萬(wàn)平方米，外圍周長(zhǎng)約 10公里。 圓明園不僅有極為精美的陳設(shè)、裝飾，還收藏和陳列著全國(guó)罕見(jiàn)的珍寶、文物、名人字畫(huà)、秘府典籍、鐘鼎寶器、金銀珠寶和稀世文物，集中了古代文化的精華。 13日留守北京城的英法議和。遠(yuǎn)瀛觀分為三部分，分別為：遠(yuǎn)瀛觀主體樓、大水法、 遠(yuǎn) 瀛觀 6/26 觀 水法 南 邊朝北建有專(zhuān)供皇帝觀賞噴泉用的寶座和石雕屏風(fēng)，名曰觀水法。 萬(wàn)花 陣 9/26