光纤光学总复习-2010VIP免费

24/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010《光纤光学》总复习24/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010光纤光学的基本理论什么是光纤？介质圆柱光波导，充分约束光波的横向传输（横向没有辐射泄漏），纵向实现长距离传输。基本结构：纤芯、包层、套塑层TypicalDimensionforSilicaFibers:SMF:8~10mcore,125mcladdingMMF:50,62.5,100umcore,125umcladdingIndexprofile:Stepvs.Gradedvs.multi-step…24/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010光纤按纤芯折射率分布分类：a.阶跃折射率分布光纤（SIOF）b.渐变折射率分布光纤（GIOF）24/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010光纤传输模式分类：传输的模式总数：2)2(2VggMVΪ¹éÒ»¯ÆµÂÊ£¬221022210nannakV½×Ô¾µ¥Ä£¹âÏ˵ĵÄÈ·ÇÐÅоݣºV<2.405单模光纤：只允许一个模式传输的光纤；多模光纤：光纤中允许两个或更多的模式传播。24/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010光纤光学的研究方法几何光学方法波动光学方法适用条件dd研究对象光线模式基本方程射线方程波导场方程研究方法折射/反射定理边值问题研究内容光线轨迹模式分布24/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010光线理论与波动理论分析思路24/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010光线方程的推导rrdrdrds,,Qxyz22)(nQ——光程函数方程ddrnndsds24/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010SIOF中光线的传播数值孔径:定义光纤数值孔径NA为入射媒质折射率与最大入射角的正弦值之积,即2sin12221nnnnNAimi物理意义与光纤传输速率的关系24/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010GIOF中光线的传播（子午光线）同一光线：值相同；不同光线：值不同！：第一射线不变量,由光线的入射条件所决定！n光线分类、特征及其激励条件：nn约束光线隧道光线折射光线24/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010GIOF中子午光线的轨迹rgdzdrn222222nrIrnrgrrzzrrnrndrrrnz0)(cos)()()(cos)(0202200平方律分布的光纤、双曲正割折射率分布光纤等光程条件光线间延迟小传输速率高24/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010模式分类、特征及其激励条件：导模泄漏模辐射模导模分析中的重要参量及其物理意义纵向传播常数（）、归一化频率（V）、横向传播常数（U、W）24/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010SIOF模式分析的基本过程基模模场的表示式导模的分类及其特征导模的截止与远离截止条件24/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010•导模截止与远离截止条件:模式临近截止远离截止*除了HE1m模式以外,U不能为零•模式本征值、l满足：lmEH0cllmJU10llmJUlmHE210101cllmclmJUlJUl10llmJU000cmJU100mJU00mmTETM,clmlmlmUUU,cVV24/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010色散曲线及其物理含义24/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010光纤的单模工作条件2212022.405cannV弱导光纤的特征线偏振模基模模场的表示线偏振模与精确模式间的关系导模的数目（估计）、模组与主模标号、模斑24/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010平方率光纤中的导模场的特征平方率光纤中的基模场的表达式模场半径的概念WKB的基本思想任意折射率分布的本征值方程模式容积24/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010SIOF、平方率单模光纤中的场解任意折射率分布单模光纤中的场解的求解方法24/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010光纤的特性及特征参数测量损耗的定义及来源LPPinout/log10101010log()dBmPmW()()outinPdBmPdBmLkm光纤的衰减系数与损耗的关系：ef10log1024/12/2524/12/2524/12/25©HUST2010第三传输窗口第三传输窗口第二传输窗口第二传输窗口第一传输窗口第一传输窗口13001550850紫外吸收紫外吸收红外吸收红外吸收瑞利散射瑞利散射0.22.5损耗(dB/km)波长(nm)通信窗口：由0.85m、1.31m、1.55m到S波(1.49m~1.53m)、C波(1.53m~1.57m)、L波(1.57m~1.61m)。24/12/2524/1...