光波導理論與技術ppt課件-資料下載頁
2025-01-14 07:51本頁面
【正文】 經(jīng)過一系列的推導，可以得出第 i個傳播模與第 k個傳播模之間的耦合系數(shù)： 70 167。 模式的縱向耦合理論 71 167。 模式的縱向耦合理論 有關模式耦合的說明： 橫向耦合 類似于電磁感應，光波導在傳播光信號時。它們之間會互相影響，由于橫向耦合是討論波導之間的電磁能量的耦合，而實際的光纖，從包層中透出的能量很少，一般情況下不需要考慮橫向耦合的影響。但是有些特殊的光器件，例如光纖耦合器，就是用來從一根光纖中取出能量來進行測量或者傳輸?shù)?，則要考慮它們之間的耦合。 縱向耦合 是指光纖中不同模式之間的耦合，即使是單模光纖也存在著簡并模式。如果是理想的沒有任何瑕疵的光纖，而且外界環(huán)境也沒有任何變化，則光波導內傳播的模式始終保持正交，也就沒有縱向耦合現(xiàn)象。如果光波導有某種縱向不均勻性，在光纖中就可能出現(xiàn)反射光，入射光與反射光就有可能產(chǎn)生能量耦合。而且其他模式之間例如簡并模式也有可能產(chǎn)生能量耦合。 72 167。 單模光纖 167。 階躍型光纖 對于單模光纖一般， ，所以都采用 LP模近似， LP01模是主模， LP11為次最低模，其歸一化截止頻率為 。所以歸一化工作頻率應該滿足條件： 對于 ，工作波長為 ， ITU規(guī)定，其截止波長范圍為 : 73 167。 單模光纖 模 主模為 LP01的場其橫向場量按貝塞爾函數(shù)分布，可以用高斯函數(shù)去逼近貝塞爾函數(shù)，這樣可以簡化 LP01模的分析。 74 167。 單模光纖 LP01模可以用LP00模線性組合 拋物型折射率的主模， LP00模 用高斯函數(shù)去逼近貝塞爾函數(shù)，關鍵是找到合適的模場，稱之為最佳模場半徑，記為 wopt： 歸一化最佳模場半徑可用下面經(jīng) 驗公式計算 : 75 167。 單模光纖 在高斯近似下，光纖纖芯和包層中傳輸?shù)墓β时瓤梢杂孟旅娴暮唵喂接嬎? 167。 梯度型單模光纖 這兩種分布如下圖所示 ? 76 167。 單模光纖 梯度型單模光纖的分析只能采用一些近似方法，常用 近似方法是將梯度型單模光纖等效為一個階躍光纖分析。主要是以下事實為基礎。階躍光纖主模場型與階躍光纖的主模場型十分相近；其次，階躍光纖的場解是已知的。這種方法的關鍵是找到等效階躍光纖的纖芯半徑 ，相對折射率差 以及等效的歸一化工作頻率 。等效參數(shù)的求解是建立在變分法基礎上的，這里不進行推導，假設實際光纖與等效光纖的包層折射率 n2 是相同的，因而等效階躍光纖的纖芯折射率 77 167。 單模光纖 如下 78 167。 單模光纖 167。 單模光纖的雙折射和偏振演化 因纖芯幾何偏差引起的幾何雙折射 纖 還有其他原因可以引起雙折射，例如，應力、外加電磁場等，這里不贅述。 79 167。 單模光纖 一般，雙折射引起的光的偏振狀態(tài) 變化十分復雜，這里僅僅討論一種簡單的情況，即設想光纖的雙折射是線性、均勻的。 假設 Δβ≠0，在單模光纖中， LP01模的偏振狀態(tài)將不斷變化。 輸入電場表達式（ z＝ 0處 x、 y方向的場同相） 輸出電場表達式（ z處 x、y方向的場有相差） 電場偏振態(tài)的演化 80 167。 單模光纖 獲得單模單偏振的方法。 81 167。 單模光纖 （ 2）非軸對稱光纖 82 167。 梯度光纖的解析解法 5章習題： 1. 試說明對光纖中的電磁場作準 TEM波近似時的條件 2. ，既然作了 TEM波近似，電磁場傳播過程中基本上不改變方向，將直角坐標 y軸選取在電場方向，那么電場就只是 x坐標的函數(shù)，此說法是否對？ ，大致畫出 LP21模的場結構圖，并說明他們是怎樣由矢量模合成的 5. 對于梯度光纖，分別寫出 LP00,LP10,LP20的電場和磁場表示式 (同一模式的電場、磁場的待定常數(shù)取相同值 ) 167。 單模光纖
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