光纤的基本性质课件.ppt
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1、第1章 光纤的传输理论,2,光纤中光传输的两种理论 射线光学(几何光学):忽略波长的光学,用光射线代表光能量传输路线;(多模光纤)波动光学:光场(电磁场)利用麦氏方程组及全部边界条件求解方程,3,主要内容,1.1 光纤的基本性质1.2 介质平板波导1.3 阶跃折射率光纤的模式理论1.4 渐变折射率光纤的近似分析1.5 单模光纤,4,1.1 光纤的基本性质,光纤的结构、分类和光的传输光纤的传输性质光纤类型的发展演变,5,1、光纤的结构、分类和光的传输,光纤的基本结构:纤芯,包层,涂敷层,纤芯,6,光缆,六纤光缆,外护套,弹性加强件,缓冲加强件,纸/塑料包扎带,基本光纤结构单元,隔离铜导体,聚亚胺
2、酯/PVC铠装,7,缆芯结构,层绞式,大束管式,骨架式,带式,8,(2)分类 按原材料分:石英光纤;多组成分玻璃光纤;塑料包层光纤;全塑光纤,玻璃光纤:纤芯与包层都是玻璃,损耗小,传输距离长,成本高;胶套硅光纤:纤芯是玻璃,包层为塑料,特性同玻璃光纤差不多,成本较低;塑料光纤:纤芯与包层都是塑料,损耗大,传输距离很短,价格很低。多用于家电、音响,以及短距的图像传输。,9,按光纤横截面折射率分布:阶跃折射率光纤(Step-Index Fiber)渐变折射率光纤(Graded-Index Fiber),按传输模式数量分:多模光纤 单模光纤,10,小结:石英光纤分类:多模阶跃折射率光纤 多模渐变折射
3、率光纤 单模阶跃折射率光纤,11,光纤的结构、分类和光的传输,D=0.002 0.01,D=0.01 0.03,12,(3)光的传输 多模阶跃折射率光纤中光的传输 回顾 几何光学中全反射条件(斯涅耳折射定律),13,用全反射原理分析多模阶跃折射率光纤中光的传输,临界角,存在问题:脉冲展宽,14,子午光线和斜射线,15,多模阶跃折射率光纤的最大群时延差,16,多模渐变折射率光纤中的光传输,折射率分布射线方程,近轴子午光线(和光纤轴线夹角很小),17,对抛物线分布得对近轴光线,有,18,自聚焦光纤中的光射线:子午线,上式可近似为抛物线分布,结论:当折射率分布取双曲正割函数时,所有子午光线具有完善的
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