專題4光電子基礎(chǔ)-展示頁(yè)
2025-04-02 05:52本頁(yè)面
【正文】 模式場(chǎng)分布在橫向角度方向上的波節(jié)數(shù)和在徑向r方向上的波節(jié)數(shù)。圖2是兩種典型的纖芯折射率剖面n(r)示意圖。（6） 光纖原料資源豐富，價(jià)格低廉。（5） 光纖極細(xì)，可塑性好。（3） 光纖本身是一種敏感元件，光在光纖中傳輸時(shí)，光的特性如振幅、相位、偏振態(tài)等將隨檢測(cè)對(duì)象發(fā)生變化而相應(yīng)變化。因?yàn)楣饫w傳輸?shù)氖枪狻D1 光纖結(jié)構(gòu)圖光纖是一種新型材料，具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：（1） 光纖有良好的傳光性能，甚至更低。涂敷層是一種涂料的敷層，使光纖不受外來的損害，增強(qiáng)光纖的機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。三、實(shí)驗(yàn)原理：A．光纖結(jié)構(gòu)典型的光纖結(jié)構(gòu)如圖1所示，光纖一般由纖芯、包層、涂敷層及護(hù)套構(gòu)成，是一多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱圓柱體。3．對(duì)光纖的使用技巧和處理方法有一定的了解。實(shí)驗(yàn)一 光纖光學(xué)與半導(dǎo)體激光器的電光特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?．了解和掌握半導(dǎo)體激光器的電光特性，測(cè)出半導(dǎo)體激光器在不同工作電流下的輸出功率，求出閾值電流。并且，隨著光纖通訊和光纖傳感技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了光纖在許多領(lǐng)域中的應(yīng)用，同時(shí)，光纖技術(shù)自身的研究也獲得了飛速的發(fā)展。相對(duì)傳統(tǒng)的傳感器而言，光纖傳感器具有靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、電絕緣性能好、便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)接，便于與光纖傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)組成遙測(cè)網(wǎng)絡(luò)、體積小、耗電少等優(yōu)點(diǎn)。目前，光纖在通訊、傳感、激光治療儀、激光加工機(jī)等許多方面都獲得了應(yīng)用，但其最主要的應(yīng)用領(lǐng)域是光纖通訊和光纖傳感器。人們利用光導(dǎo)纖維作為光的傳輸介質(zhì)的研究工作經(jīng)歷了一段艱辛的道路，直到1966年，英籍華人高輥博士發(fā)表了一篇具有歷史意義的論文，從理論上闡述了光纖實(shí)現(xiàn)低損耗傳輸信息的可能性以后，光纖的研制工作才異常迅速地展開起來。 光纖光纖的全稱稱為光導(dǎo)纖維，它是一種導(dǎo)引光波的波導(dǎo)，是一種新的傳輸介質(zhì)。光纖通訊是以光波為載波，以光導(dǎo)纖維為傳輸媒質(zhì)的一種通訊方式。到了被譽(yù)為光纖通訊元年的1970年以后，光纖系統(tǒng)更是伴隨著光纖通訊技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展到了實(shí)用階段。相對(duì)于無線電通訊來說，光纖通訊具有傳輸帶寬、通訊容量大、中繼距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)、無串音、輕便、材料資源豐富、成本低等優(yōu)點(diǎn)。正因?yàn)榇?，光纖通訊和光傳感器受到人們的青睞，得到了愈來愈來迅速的發(fā)展。本專題從光纖入手，先了解光纖的結(jié)構(gòu)和一般性質(zhì)，再學(xué)習(xí)光纖的耦合、傳輸特性及在通訊和傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用。2．通過對(duì)輸出光的觀察和測(cè)量，了解和掌握光纖的一些光學(xué)特性和參數(shù)測(cè)量方法，進(jìn)一步理解和鞏固光學(xué)的基本原理和知識(shí)。二、實(shí)驗(yàn)儀器：GX1000光纖實(shí)驗(yàn)儀，光纖實(shí)驗(yàn)導(dǎo)軌，半導(dǎo)體激光器(LD)，二維及三維調(diào)整架，光纖夾，光探頭，功率指示計(jì)，光纖刀，顯示屏，音頻信號(hào)源，示波器，一維位移架和12擋光攔頭。纖芯和包層構(gòu)成傳光的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，纖芯位于光纖的中心部位，它的主要成份是高純度的二氧化硅，其余成份為摻入的極少量摻雜劑，如五氧化二磷和二氧化鍺，纖芯的直徑約為5~15mm，包層也是包含有少量摻雜劑的高純度二氧化硅，包層的直徑（包括纖芯在內(nèi)）為125mm，其折射率略小于纖芯折射率。護(hù)套是由塑料制成的圓形保護(hù)套，用來維持光纖的機(jī)械強(qiáng)度。（2） 頻帶寬，信息量大。現(xiàn)在所用的光纖頻率在1014~1015Hz的范圍內(nèi)，比微波高5個(gè)數(shù)量級(jí)，即光的頻率特別高。（4） 光纖電絕緣性能好，它不受電磁干擾，無火花，能易燃、易爆的環(huán)境中使用。光纖的總直徑為100~200mm，可放置在在小孔和縫隙等被測(cè)場(chǎng)點(diǎn)，而且對(duì)被測(cè)場(chǎng)點(diǎn)擾動(dòng)小。按纖芯折射率分布的不同，可將光纖分為兩大類：階躍折射率型光纖和梯度折射率型光纖。圖2 光纖折射率分布按光纖傳輸特性的不同，光纖又分為單模光纖和多模光纖。通常，將HE11模稱為主?；蚧?。單模光纖的纖芯直徑為（5~15）mm，多模光纖的纖芯直徑為（40~100）mm。本實(shí)驗(yàn)選用的是單模光纖。其規(guī)律是：入射角于折射角的正弦之比與兩種介質(zhì)的折射率成反比，即：，其中n1是光纖纖芯的折射率，n2是其包層介質(zhì)的折射率。這時(shí)入射光線不再進(jìn)入包層介質(zhì)，而開始產(chǎn)生全反射的入射角稱為臨界角，當(dāng)繼續(xù)增大時(shí)，發(fā)生了全反射，于是光便在光纖中沿軸向前傳播。不滿足全反射條件的光線，由于在界面上只能部分反射，勢(shì)必有一些能量會(huì)輻射到包層中去，致使光能
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1