光纖通信第2章光纖與光纜(編輯修改稿)
2025-01-18 22:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 dM ?Moi1???04:23:21 ? 數(shù)值孔徑的擴展 (擴展到各種接收機具有更一般的物理意義 ) 29 04:23:21 30 04:23:21 多 模 光纖 單 模 光纖 模 模式 傳導模 ?傳導模的概念 波動 理論 中 , 一種 電磁場的分布 稱之為一個模式 。 射線理論 中 , 通常認為一個 傳播方向的光線 對應一種模式 , 有時也稱之為 射線模式 。 光源 在光纖中激勵出所有模式中的一部分模式能由光纖的一端傳到另一端 ， 這種能在光纖中長距離傳播的模式稱之為 傳導模 (簡稱導模 )。 31 04:23:21 ?32 04:23:21 在光纖中 全反射傳播 相位一致條件 33 04:23:21 34 04:23:21 ?35 04:23:21 36 不同的 N 值對應不同的模式，因此光纖中的傳導模數(shù)量是 有限 的， 離散 的。 N=0，對應的模式為 基模 N=1， 一階模 N=2， 二階模 …… 04:23:21 37 階躍型多模光纖中各模式的光線軌跡 04:23:21 模式階數(shù)高 θ小 反射 的次數(shù)越多 傳播的路徑越長 導模到達 終點 時間長 高階模和低階模 之間出現(xiàn)較大的 時延 差 不利于 高碼速脈沖的傳輸 38 漸變型多模光纖中各模式的光線軌跡 04:23:21 低階模 靠近光纖軸線 傳播 速度慢 傳播 路程 短 高 階模 遠離 光纖 軸線 傳播速度 快 傳播路程 長 高低次模間的 時延 差得到補償 可 實現(xiàn) 高速信號傳輸 多模光纖與單模光纖 39 04:23:21 傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù) 多模光纖 單模光纖 ？ 工作波長 ?40 04:23:21 V值 傳導模數(shù)量 是否單模傳輸 ?41 04:23:21 ?42 04:23:21 ?43 04:23:21 （ 2） 單模光纖 判斷一根光纖是不是單模傳輸?shù)闹饕罁?jù)： 歸一化頻率的大小 44 04:23:21 光纖單模工作的充分必要條件 ?45 04:23:21 例題 已知階躍型光纖，纖芯折射率 n1=，工作波長 λ0=，試求： （ 1）相對折射率差 Δ=%， 保證 光纖單模傳輸時，光纖的纖芯半徑 a應為多大？ （ 2）若 a=5μm，保證光纖單模傳輸時， n2應如何選擇？ 解：（ 1）因為是階躍型光纖，所以歸一化截止頻率 Vc＝ ； （ 2）若 a=5μm，保證光纖單模傳輸時， 46 ? ?mmnaanV???????% 0110???????????? ?4 9 6 % 0 . 2 2 % 2nnn%2222 212212221220110?????????????????????????????????????＝???????mmananV04:23:21 例題 已知階躍型光纖，纖芯折射率 n1=， 包層折射率 n2=， 工作在 波長 λ0= λ1=， 試求 ： 光纖為單模時的最大纖芯半徑。 解：因為 是階躍型光纖，所以歸一化截止頻率 Vc＝ ； 若要單模傳輸， 47 ? ?10012 2 Δ 5 5 22 Δ πV n aλ
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