光電子技術(shù)第四章(參考版)
2024-10-06 23:13本頁面
【正文】 恒量???sRnrndrrn02102222]c o s)0()([)(4?自聚焦光纖 。因此需要制作一種光纖，能夠使得從端面輸入的不同角度的子午光線在光纖中具有相同的空間周期和相同的時間周期。它的漸變折射率光纖中子午線的軌跡方程為： drnrnnzr???02102220]c o s)0()([c o s)0(?? 軌跡方程 三 .漸變型光纖的射線分析 在 很小時，將 代入上面的 軌跡 方程， 可求得： r隨 z變化規(guī)律是一條正 弦 曲線。 22 annNA m ??? ?rrnanrnNA ???? 2)()()(39。但由于梯度光纖的徑向折射率 n（ r）是變化的，因此從端面不同點(diǎn)入射， NA也不同。 ? 觀看下面的 FLASH來了解漸變型光纖的射線走向 三 .漸變型光纖的射線分析 ? 式中： g是折射率變化的參數(shù)； a是纖芯半徑； r是光纖中任意一點(diǎn)到軸心的距離。目前實(shí)用的光纖大多采用這種形式。最大時延差的大小，對信號光線在光纖中的傳播特性影響很大，它產(chǎn)生了色散現(xiàn)象。能夠激發(fā)起導(dǎo)波的入射光線的范圍，處于以入射點(diǎn)為頂點(diǎn)的圓錐體之內(nèi)。定義 為數(shù)值孔徑，當(dāng) n1≈n 2 時，可化簡為 ? NA的大小表示了光纖收集光線的能力。光線在纖芯與包層界面上發(fā)生反射，當(dāng)角度 ψ 滿足 關(guān)系 時，光線發(fā)生全反射，其臨界角為 21 s in nn c ??12a r c s innnc ?? 數(shù)值孔徑 NA 二 .階躍型光纖的射線分析 ? 任何大于 φ c的光線都會在交界面上產(chǎn)生全反射。 MON1n光纖中的子午射線子午 線與 子午面 二 .階躍型光纖的射線分析 光線在光纖中的傳播特性不僅與 n n2有關(guān)，還與相對折射率差△有密切關(guān)系 。 二 .階躍型光纖的射線分析 二 .階躍型光纖的射線分析 子午線： 當(dāng)光線在光纖中傳播時，始終在同一個包含光纖軸線的平 面內(nèi) ，這種光線稱為 子午線 。為了以射線方法分析光在光纖中的傳播特性，要求光纖的線徑a遠(yuǎn)大于波長，即 aλ 。 二 .階躍型光纖的射線分析 ? 這種光纖由兩種均勻介質(zhì)組成，纖芯的折射率 n1大于包層的折射率 n2。除了以上兩大類，根據(jù)實(shí)際需要，還出現(xiàn)了其他形式的折射率分布。根據(jù)折射率的分布來區(qū)分，主要可分為階躍型光纖 (SIF)與漸變型光纖 (GIF)。光纖的基本結(jié)構(gòu)如下圖： 一 .概述 光纖一般由三部分組成，最里面的部分是纖芯，折射率為 n1；纖芯之外包有折射率為 n2(n1)的介質(zhì)包層，其功能是對纖芯起保護(hù)作用，包括增加光纖的機(jī)械強(qiáng)度，避免纖芯接觸到污染物質(zhì)，以及減少纖芯表面上由于過大的不連續(xù)性 (即界面兩邊的折射率差別過大 )而引起的散射損耗等；包層之外通常還有一層彈性耐磨塑料材料，它進(jìn)一步增加了光纖的強(qiáng)度，并能在機(jī)械上隔離或緩和幾何形狀的微小不均勻性、畸變或鄰近表面的粗糙度對光纖的影響，以避免可能產(chǎn)生的隨機(jī)微彎而引起的散射損耗。0,0 m i n cc dd 漸變折射率平板波導(dǎo) 我們已經(jīng)知道了，光線在非均勻介質(zhì)中的傳播路線是曲線。 32 nn ?039。12 ???ii nnnn???2221232223139。12 ???ic nn???0a r c t a nc os)(s ina r c t a n 22212322213239。 1312 ??? ?? i1n2n3n
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