光纖通信第2章光纖與光纜(編輯修改稿)
2025-01-18 22:46 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 dM ?Moi1???04:23:21 ? 數(shù)值孔徑的擴(kuò)展 (擴(kuò)展到各種接收機(jī)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(dǎo)模 ?傳導(dǎo)模的概念 波動(dòng) 理論 中 , 一種 電磁場(chǎng)的分布 稱之為一個(gè)模式 。 射線理論 中 , 通常認(rèn)為一個(gè) 傳播方向的光線 對(duì)應(yīng)一種模式 , 有時(shí)也稱之為 射線模式 。 光源 在光纖中激勵(lì)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(zhǎng)距離傳播的模式稱之為 傳導(dǎo)模 (簡(jiǎn)稱導(dǎo)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(duì)應(yīng)不同的模式，因此光纖中的傳導(dǎo)模數(shù)量是 有限 的， 離散 的。 N=0，對(duì)應(yīng)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(zhǎng) 導(dǎo)模到達(dá) 終點(diǎn) 時(shí)間長(zhǎng) 高階模和低階模 之間出現(xiàn)較大的 時(shí)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(yuǎn)離 光纖 軸線 傳播速度 快 傳播路程 長(zhǎng) 高低次模間的 時(shí)延 差得到補(bǔ)償 可 實(shí)現(xiàn) 高速信號(hào)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(zhǎng) ?40 04:23:21 V值 傳導(dǎo)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(zhǎng) λ0=，試求： （ 1）相對(duì)折射率差 Δ=%， 保證 光纖單模傳輸時(shí)，光纖的纖芯半徑 a應(yīng)為多大？ （ 2）若 a=5μm，保證光纖單模傳輸時(shí)， n2應(yīng)如何選擇？ 解：（ 1）因?yàn)槭请A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(shí)， 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(zhǎng) λ0= λ1=， 試求 ： 光纖為單模時(shí)的最大纖芯半徑。 解：因?yàn)?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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