【正文】 s Guide To Fiber Optics, 169。 Ramaswami, R., Sivarajan, K. N., Optical Networks: A Practical Perspective, Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco, 1998 (ISBN 1558604456). and Morgenstern, Barbara L., The New Communications Technologies: Applications, Policy, and Impact, 5th. Edition. Focal Press, 2004. (ISBN 0240805860). Hecht, Jeff, Understanding Fiber Optics, 4th ed., PrenticeHall, Upper Saddle River, NJ, USA 2002 (ISBN 0130278289).參考文獻(xiàn)：由于光波頻率不匹配光纖材料的自然振動(dòng)頻率，會(huì)造成光波的反射或透射。因?yàn)槟程囟l率的紅外線光波，恰恰好匹配了，某種材料的原子或分子的自然振動(dòng)頻率，這種材料會(huì)選擇性地吸收這特定頻率的光波。這是組成的原子或分子的熱感應(yīng)振動(dòng)，和入射光波之間，相互耦合的結(jié)果，在。 在設(shè)計(jì)任何透明光學(xué)元件前，必須先知道材料的性質(zhì)和限制，然后才能選擇適當(dāng)?shù)牟牧?。這就是很多可見物質(zhì)顯示出顏色的機(jī)制。 ，光纖材料的每種組成原子，其不同的電子軌域的能級差值，決定了光纖材料能否吸收某特定頻率或頻率帶的光子。紫外線和紅外線吸收 除了光散射以外，光纖材料會(huì)選擇性地吸收某些特定波長的光波，這也會(huì)造成衰減或信號(hào)損失。散布在這些疇域之間，有很多微結(jié)構(gòu)缺陷，是造成光散射的最理想地點(diǎn)。很多材料學(xué)專家認(rèn)為玻璃無疑是多晶材料的極限案例。這發(fā)現(xiàn)引起更多有關(guān)透明陶瓷材料的研究。對于結(jié)晶材料或多晶材料，像金屬或陶瓷，除了細(xì)孔以外，大部分內(nèi)部接口的形式乃晶界，分隔了晶粒尺寸的微小區(qū)域。所以，位于可見物體表面的散射中心也有類似的空間尺寸?？梢姽獾牟ㄩL大約是 1 微米。大多數(shù)物體因?yàn)楸砻娴墓馍⑸洌梢员蝗祟愐曈X偵測到。光散射 因?yàn)楣饩€的全反射，光線可以傳輸于光纖核心。因此，減少衰減是光纖光學(xué)研究的必然目標(biāo)。因?yàn)楣枋ＡЮw維能夠滿足嚴(yán)格的規(guī)定，局限光束于內(nèi)部，傳輸介質(zhì)材料大多是由硅石玻璃纖維制成的。衰減機(jī)制 在介質(zhì)內(nèi)，光纖的衰減，又稱為傳輸損失，指的是隨著傳輸距離的增加，光束（或信號(hào)）強(qiáng)度會(huì)減低。 光子晶體光纖是一種新型的光纖，其折射率以規(guī)律性的模式變化（通常沿著光纖的軸向會(huì)有圓柱空洞）。特用光纖 有些特用光纖的核心或包覆會(huì)特別地制作成非圓柱形，通常像橢圓形或長方形。 最常見的一種單模光纖，核心直徑大約為 – 微米，專門用于傳導(dǎo)近紅外線。 波導(dǎo)分析顯示，在光纖內(nèi)的光波的能量，并不是全部局限于核心里。結(jié)果會(huì)顯示出，這種光纖允許多于一個(gè)橫模的光波。用于通信用途時(shí)，線材會(huì)以黃色外皮做為辨識(shí)[來源請求]。視為光學(xué)波導(dǎo)，光纖可以傳播多于一個(gè)橫模的光波。單模光纖 核心直徑小于傳播光波波長約十倍的光纖，不能用幾何光學(xué)理論來分析其物理性質(zhì)。工程師可以精心設(shè)計(jì)漸變光纖的折射率分布，使得各種光線在光纖內(nèi)的軸傳導(dǎo)速度差值，能夠極小化。這樣，大角度光線會(huì)花更多的時(shí)間，傳導(dǎo)于低折射率區(qū)域，而不是高折射率區(qū)域。 漸變光纖的核心的折射率，從軸心到包覆，逐漸地減低。但是，由于不同角度的光線會(huì)有不同的光程，通過光纖所需的時(shí)間也會(huì)不同，所以，較高的數(shù)值孔徑也會(huì)增加色散。臨界角又決定了光纖的受光角，通常以數(shù)值孔徑來表示其大小。臨界角的角度是由核心折射率與包覆折射率共同決定。 在一個(gè)多模突變光纖內(nèi)，光線靠著全反射傳導(dǎo)于核心。單模光纖的數(shù)值孔徑比較小，需要比較精密的熔接和操作技術(shù)。受光角的正弦是光纖的數(shù)值孔徑。這角度范圍稱為光纖的受光錐角，是光纖的核心折射率與包覆折射率的差值的函數(shù)。在光纖內(nèi)部傳播的光線會(huì)被邊界反射過來，反射過去。全反射 當(dāng)移動(dòng)于密度較高的介質(zhì)的光線，以大角度入射于核心包覆邊界時(shí)，假若這入射角（光線與邊界面的法線之間的夾角）的角度大于臨界角的角度，則這光線會(huì)被完全地反射回去。所以，光纖傳導(dǎo)信號(hào)的速度粗算大約為 2 億米／秒。折射率越大，光線傳播的速度越慢。一種物質(zhì)的折射率是真空光速除以光線在這物質(zhì)里傳播的速度。折射率 折射率可以用來計(jì)算在物質(zhì)里的光線速度。為了要局限光信號(hào)于核心，包覆的折射率必須小于核心的折射率。運(yùn)作原理： 光纖是圓柱形的介質(zhì)波導(dǎo)，應(yīng)用全反射原理來傳導(dǎo)光線。他們正確和系統(tǒng)的分析了光纖的光損耗特性，并指出了生產(chǎn)這種纖維所使用的正確材料 高純度石英玻璃。Hockham率先推廣光纖的衰減可以減少每公里低于20分貝（分貝/公里）的想法，使光纖成為實(shí)用的通訊媒介。高錕和英國公司的標(biāo)準(zhǔn)電話和電纜（STC）的喬治西澤發(fā)明的其他技術(shù)，如半導(dǎo)體激光器的光傳輸通道的梯度折射率光纖，對光纖通信的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。在19世紀(jì)末和20世紀(jì)初，光被用來透過彎曲的玻璃棒引導(dǎo)燈老照亮體腔。貝爾和薩姆納弧形在華盛頓特區(qū)沃爾特實(shí)驗(yàn)室Photophone發(fā)明了通過光束傳輸語音信號(hào)。 1880年亞歷山大在胃鏡發(fā)展的過程中，柯蒂斯生產(chǎn)出第一包層玻璃纖維。在1956年第一個(gè)光纖半靈活的胃鏡由羅勒Hirschowitz，辛格Kapany通過一個(gè)75厘米長束結(jié)合幾千纖維，實(shí)現(xiàn)低損耗光傳輸。哈羅德10年之后出現(xiàn)現(xiàn)代光學(xué)纖維是以玻璃纖維涂用透明覆面，以提供更適合的折射率。該原則最早是由海因里希漢塞爾和電視的先驅(qū)約翰未染色的人的頭發(fā)也被作為光纖。4239。4139。2739。在1870年左右廷德爾還寫了關(guān)于自然光在內(nèi)部全反射的理論的入門書：“當(dāng)光線從空氣中傳遞入水，折射光正朝著垂直彎曲，當(dāng)光線從水到空氣垂直彎曲通過......如果在水中的光與表面垂直包圍的角度大于48度，射線一點(diǎn)也不會(huì)穿出水面。12年后約翰最早在19世紀(jì)40年代初由丹尼爾現(xiàn)在較好的光導(dǎo)纖維，其光傳輸損失每公里只有零點(diǎn)二分貝；％。這種纖維比頭發(fā)絲還細(xì)，這樣細(xì)的纖維要有折射率截然不同的雙重結(jié)構(gòu)分布，是一個(gè)非常驚人的技術(shù)。近年來，又有新的光子晶體光纖問世。前者的折射率是漸變的，而后者的折射率是突變的。隨著光纖的價(jià)格進(jìn)一步降低，光纖也被用于醫(yī)療和娛樂的用途。包含光纖的線纜稱為光纜。微細(xì)的光纖封裝在塑料護(hù)套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂。s Guide To Fiber Optics, 169。 Ramaswami, R., Sivarajan, K. N., Optical Networks: A Practical Perspective, Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco, 1998 (ISBN 1558604456). and Morgenstern, Barbara L., The New Communications Technologies: Applications, Policy, and Impact, 5th. Edition. Focal Press, 2004. (ISBN 0240805860). Hecht, Jeff, Understanding Fiber Optics, 4th ed., PrenticeHall, Upper Saddle River, NJ, USA 2002 (ISBN 0130278289).m). Thus, multiphonon absorption occurs when two or more phonons simultaneously interact to produce electric dipole moments with which the incident radiation may couple. These dipoles can absorb energy from the incident radiation, reaching a maximum coupling with the radiation when the frequency is equal to the fundamental vibrational mode of the molecular dipole (. SiO bond) in the farinfrared, or one of its harmonics. The selective absorption of infrared (IR) light by a particular material occurs because the selected frequency of the light wave matches the frequency (or an integer multiple of the frequency) at which the particles of that material vibrate. Since different atoms and molecules have different natural frequencies of vibration, they will selectively absorb different frequencies (or portions of the spectrum) of infrared (IR) light.Reflection and transmission of light waves occur because the frequencies of the light waves do not match the natural resonant frequencies of vibration of the objects. When IR light of these frequencies strikes an object, the energy is either reflected or transmitted.Referencess equations as reduced to the electromagnetic wave equation. The electromagnetic analysis may also be required to understand behaviors such as speckle that occur when coherent light propagates in multimode fiber. As an optical waveguide, the fiber supports one or more confined transverse modes by which light can propagate along the fiber. Fiber supporting only one mode is called singlemode or monomode fiber. The behavior of largercore multimode fiber can also be modeled using the wave equation, which shows that such fiber supports more than one mode of propagation (hence the name). The results of such modeling of multimode fiber approximately agree with the predictions of geometric optics, if the fiber core is large enough to support more than a few modes. The waveguide analysis shows that the light energy in the fiber is not pletely confined i