光纖通信第2講光纖-展示頁
2025-05-16 22:57本頁面
【正文】 ? ，反射和 全反射 。 可見光部分波長范圍是： 390~760nm(毫微米 ).大于 760nm部分是紅外光，小于 390nm部分是紫外光。 光纜及其制造。 ☆ 分析影響光纖傳輸性能的兩大因素： 損耗及色散。2022/6/4 1 第二講 (1) 光 纖 Fiber 2022/6/4 2 主要內(nèi)容 本講對光纖的結(jié)構(gòu)和分類，光纖的導(dǎo)光原 理，光纖的傳輸特性作一介紹。 對于導(dǎo)光原理，將采用射線法進行分析。 ☆ 單模光纖和多模光纖。 2022/6/4 3 回憶一下 —— 光基礎(chǔ)知識 ? 1. 光是一種電磁波 。光纖中應(yīng)用的較多是： 850nm， 1310nm， 1550nm三種。 因光在不同物質(zhì)中的傳播速度是不同的，所以光從一種物質(zhì)射向另一種物質(zhì)時，在兩種物質(zhì)的 交界面處會產(chǎn)生折射和反射 。當(dāng)入射光的角度達到或超過某一角度時， 折射光會消失， 入射光全部被反射回來，這就是光的 全反射 。光纖通信就是基于以上原理而形成 的。 材料 空氣 水 玻璃 石英 鉆石 折射率 ～ 光的折射 光的反射 2022/6/4 5 3．光的偏振 光波屬于 橫波 ，即光的電磁場振動方向與傳播方向垂直。 從 普通光源 發(fā)出的光不是偏振光，而是自然光，如 下 圖所示。 2022/6/4 6 光的偏振 2022/6/4 7 4．光的色散 如圖所示，當(dāng)日光通過棱鏡或水霧時會呈現(xiàn)按紅橙黃綠青藍紫順序排列的彩色光譜。 2022/6/4 8 名詞解釋 波導(dǎo) waveguide： 微波或光波的傳輸裝置。在媒質(zhì)中，給定折射率的一層材料，在它的兩邊用較低折射率材料層加以限制，從而將波限制在較高折射率的材料里。一種由于特有的材料特性，其能量被限制在材料的表面之間或表面附近的 波 。 2022/6/4 9 導(dǎo)波的形成 A C B ? ? 波的形成必須與自身發(fā)生 相長干涉 ，否則波就會與自身發(fā)生 相消干涉 而消失； 波的相位不僅在波行進時會變化，而且從介質(zhì)界面反射時也要變化； 因此，當(dāng)波路徑 ABC時所產(chǎn)生的總相位移必須等于 2?的整數(shù)倍。由與電磁波傳播方向垂直的平面內(nèi)一種特殊的場圖形所表征。 混合模 hybrid mode :電磁波傳播方向上既有電場分量又有磁場分量的傳播模。光纖中一般傳輸這種類型的模式。中心是光傳播的 玻璃芯 。而單模光纖芯的直徑為 8um10um。再外面的是一層薄的塑料外套，用來保護封套。其結(jié)構(gòu)如下圖： 2022/6/4 12 第一節(jié) 光纖結(jié)構(gòu)和分類 （續(xù)） 包層n 2纖芯n 1光纖的結(jié)構(gòu) 2022/6/4 13 第一節(jié) 光纖結(jié)構(gòu)和分類 （續(xù)） 光纖的結(jié)構(gòu) 2022/6/4 14 第一節(jié) 光纖結(jié)構(gòu)和分類（續(xù)） : 纖芯與包層 : 外護層 纖芯 包層 一次涂敷 二次涂敷 2a 2b 2022/6/4 15 第一節(jié) 光纖結(jié)構(gòu)和分類（續(xù)） : 按照光纖折射率分布 (1) 階躍型光纖 SIF 也稱突變型 階躍型光纖在纖芯和包層交界處的折射率呈階梯形突變，纖芯的折射率 n1和包層的折射率 n2是均勻常數(shù)。 2022/6/4 16 (a) 階躍分布； (b) 三角分布； (c) 高斯分布 n2n2n1 n2n2n1纖芯包層n2n2n1( a ) ( b ) ( c )2022/6/4 17 按照光纖傳輸光波電磁場模式 (1) 單模光纖 SM:在給定光波長下只能傳播一個模的 光纖。 (2) 多模光纖 MM:在一定光波長下能傳播一個以上模的光纖。 按制造光纖所使用的材料分有 : 石英系列、塑料包層石英纖芯、多組分玻璃纖維、全塑光纖等四種。實用光纖主要有三種基本類型 1）突變型多模光纖（ StepIndex Fiber,SIF） 2）漸變型多模光纖（ GradedIndex Fiber,GIF） 3）單模光纖（ SingleMode Fiber,SMF） 2022/6/4 18 橫 截 面 2 a 2 b rn折 射 率 分 布 纖 芯 包 層Ait Aot( a )輸 入 脈 沖 光 線 傳 播 路 徑 輸 出 脈 沖 5 0 ? m 1 2 5 ?m rn Ait Aot( b ) 161。 1 0 ? m 1 2 5 ?m rn Ait Aot( c )(a) 突變型多模光纖； (b) 漸變型多模光纖； （ c） 單模光纖 2022/6/4 19 (a) 雙包層； (b) 三角芯； (c) 橢圓芯 2 b 2 a n1n2n3( a ) ( b ) ( b ) 特種單模光纖 最有用的若干典型特種單模光纖的橫截面結(jié)構(gòu)
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