45单模光纤中的场解.PDF

4.5 单模光纤中的场解 2017/3/13 2017/3/13 © HUST 2012 单模光纤的特点 • 单模光纤具有极小的色散和极低的损耗,一根光纤可传 输数百兆甚至几千兆的宽带信息, 无中继距离可达几 十甚至数百公里; • 单模光纤中基模的相位、偏振、振幅等参数对于各种 外界物理量(如磁场、 电场、转动、振动、应力、温 度等等)极为敏感,利用这种敏感特性可制成灵敏度极 高的各种光纤传感器。 • 利用单模光纤的非线性效应可制成光纤激光器与光纤 放大器,还可应用于测量和信息处理等方面,具有不可 比拟的优越性。 2017/3/13 2017/3/13 © HUST 2012 一、单模光纤的场解 单模光纤：当光纤中只有一个模式传播时，称之为单模光纤。 HE 或LP （SIOF ） 单模光纤只传输基模，即： 11 01 LP 00 （GIOF） SIOF光纤：零阶贝塞尔函数；平方率分布光纤：高斯函数 g 2 由模式数目： M V 2(g + 2) 对阶跃单模光纤，要求V2.405而 2 2 2π 2π V k a n − n an 2∆ ⋅ a ⋅ NA 0 1 2 1 λ λ 0 0 ∴已知光纤的结构参数，便可确定光纤在其中以何种模式传播。 2017/3/13 2017/3/13 © HUST 2012 单模光纤由于芯径很小，所以V 的数值很小，因此 ① WKB法不适用，它只适用于V值高的光纤中；  U  E ∝ J  r  在弱导光纤中，折射率为阶跃分布时， ② y 0  a   r  2 −   W  折射率为抛物线分布时，