《光波导理论教学课件》绪论.ppt

光波导理论,绪 论,1、通信历史的回顾,烽火台报警通信1880年，美国人贝尔(Bell)发明了用光载波传送 话音的“光电话1960年，美国人梅曼(Maiman)发明了第一台 红宝石激光器，使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。1966年，英籍华裔学者高锟(）和霍克哈姆()发表了关于传输介质新概念的论文，指出利用光纤(OpticalFiber)进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信基础,1970年，美国康宁(Corning)公司研制成功损耗20dB/km的石英光纤。把光纤通信的研究开发推向一个新阶段。1973年，美国贝尔(Bell)实验室的光纤损耗降低到2.5dB/km。1974年降低到1.1dB/km。1976年，日本电报电话(NTT)公司将光纤损耗降低到0.47dB/km(波长1.2m）波长为1.55m的光纤损耗：-1979年：0.20dB/km-1984年：0.157dB/km-1986年：0.154dB/km,接近了光纤最低损耗的理论极限。,绪 论,1980年，美国标准化FT-3光纤通信系统投入商业应用1983年敷设了纵贯日本南北的光缆长途干线1988年第一条横跨大西洋海底光缆通信系统TAT-8建成1989年第一条横跨太平洋海底光缆通信系统TPC-3/HAW-4建成,绪 论,绪 论,光纤通信发展粗略分为三个阶段：第一阶段（19661976年）：基础研究到商业应用的开发时期 第二阶段(19761986年):高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期。第三阶段(19861996年):超大容量超长距离为目标、全面深入开展新技术研究,绪 论,光通信现状：,全球：光纤用量约2.36亿芯公里（2012年），累计用量已超过18亿芯公里,国内：光纤用量约1.16亿芯公里（2012年），累计用量光纤超过6亿芯公里 100Gb/s系统开始商用 2011年最大传输距离达10.7Tb/s 10608km、2012年单纤最大系统容量达102.3Tb/s 240km。,绪 论,光波导的基本概念,导波光：受到约束的光波光波导：约束光波传输的媒介介质光波导三要素：“芯/包”结构凸形折射率分布，n1n2低传输损耗,绪 论,光波导的分类,薄膜波导（平板波导）矩形波导（条形波导）园柱波导（光纤）对称与非对称波导,光波导的进一步分类,按折射率分布：均匀折射率分布光波导；渐变折射率分布光波导按传播模式：单模光波导；多模光波导按材料：石英、塑料与红外光波导、III-V族材料光波导特种光波导（光纤）：保偏(单偏振)光纤；有源光纤；晶体光纤零/非零色散位移光纤；负色散光纤；特殊涂层光纤；耐辐射光纤；发光光纤,绪 论,对称/非对称波导,对称波导：芯区周围的介质折射率相同非对称波导：芯区周围的介质折射率不同,绪 论,光波导技术的广阔应用领域,光波导技术,有源无源器件光纤通信干线光交换接入网 AON DWDM OADM OTDM FTTC,B,O,H,位移、振动 温度、压力 应变、应力 电流、电压 电场、磁场 流量、浓度可以测量70 多个物理化学量,广告显示牌 激光手术刀 仪表照明 工艺装饰 电力输送 光纤面板 医用内窥镜 潜望镜,光子集成 光电子集成 集成光路 光收发模块 光接入模块 光开关模块 光放大模块,信息获取,信息传输,信息处理,其它应用,绪 论,