光纤技术第3章课件.ppt

第三章 光纤传输理论电子科技大学通信与信息工程学院宽带光纤传输与通信网技术教育部重点实验室 ;光纤技术;第三章 光纤传输理论;光纤的种类; 光纤:阶跃型光纤/渐变型光纤。 阶跃型光纤 纤芯折射率半径方向保持一定，包层折射率沿半径方向也保持一定，而且纤芯和包层的折射率在边界处呈阶梯型变化的光纤 渐变型光纤 纤芯折射率随着半径加大而逐渐减小，而包层中折射率是均匀的，这种光纤称为渐变型光纤。;第三章 光纤传输理论;光线理论:射线, 反射和折射 光线理论:简单直观，多模光纤 模式理论:用电磁场分布来解释光在光纤中的传播现象。 ;第三章 光纤传输理论;3.2.1 均匀折射率光纤光线理论;透镜的数值孔径、油镜 ;思考 n1、n2之差越大，N.A.越大，在光纤的入射端，可接收的光的入射角范围也越大(即集光能力越强)，那么在光纤的输出端，N.A.越大则光的发散角越大还是越小？;光线理论 3.2.2 子午光线的传播;子午光线数值孔径 长度为L的光纤中总的光路长度和总的反射次数 单位长度的光纤中总的光路长度和总的反射次数 ;思考;3.2.3 斜光线的传播 ;3.2.3 斜光线的传播 ;3.2.4 渐变型折射率光纤的导光原理;3.2.4 渐变型折射率光纤的导光原理;3.2.4 渐变型折射率光纤的导光原理;3.2.4 渐变型折射率光纤的导光原理;3.2.4 渐变型折射率光纤的导光原理;3.2.4 渐变型折射率光纤的导光原理;3.2.4 渐变型折射率光纤的导光原理;3.2.4 渐变型折射率光纤的导光原理;3.2.4 渐变型折射率光纤的导光原理;3.2.4 渐变型折射率光纤的导光原理;3.2.4 渐变型折射率光纤的导光原理;3.2.4 渐变型折射率光纤的导光原理;3.2.4 渐变型折射率光纤的导光原理;3.2.4 渐变型折射率光纤的导光原理;1/4节距-自聚焦透镜 周期性聚焦;光线理论小结; 3.3 模式理论;阶跃光纤模式理论;波动方程; 电磁波的性质 真空中的电磁波具有以下性质： (1)电磁波是横波 (如水波) (2)E和H相位相同 (3)E和H幅值成正比 (4)电磁波的传播速度与光速相同 ; 光的相干性 干涉现象是波动过程的基本特征之一。 由频率相同，振动方向相同，位相相同或位相差保持恒定??两个相干波源所发出的波是相干波，在两束相干波相遇的区域里，有些点振动始终加强，有些点的振动始终减弱或完全抵消，即产生干涉现象。;衍射：光波绕过障碍物传播的现象 按照光源、衍射物、接收屏三者的相互位置可把衍射分为两种： 当光源、接收屏与衍射物之间的距离有限时，这种衍射叫做菲涅耳衍射。 当光源、接收屏都距衍射物无限远时，这种入射光和衍射光都是平行光的衍射称为夫琅和费衍射。 ;光的干涉、衍射——不能用直线传播、反射、折射来解释 ——模式理论; 光是一种电磁波，麦克斯韦方程描述了电磁场的相关特性，是描述光纤中光的传播的基础 ;物理意义;光纤中，采用简化的麦克斯韦方程组 ;3.3 模式理论;3.3 模式理论;3.3 模式理论;3.3 模式理论;3.3 模式理论;3.3 模式理论;3.3 模式理论;3.3 模式理论;3.3 模式理论;3.3 模式理论;3.3 模式理论;3.3 模式理论;光纤模式分布;3.3 模式理论;归一化工作参数;3.3 模式理论;3.3 模式理论;3.3 模式理论;3.3 模式理论;例：a =4?m，?＝0.003，n1=1.48，对于?＝1.3?m是单模传输？ 例：G.652光纤对于?＝1.3?m， ?＝0.003，n1=1.46，单模传输条件 ;3.3 模式理论;3.3 模式理论;3.3 模式理论;3.3 模式理论;第三章 光纤传输理论;光纤芯不圆 ;偏振的定义;横波 偏振;第三章 光纤传输理论;偏振度的扩展范围为0～1，P＝0代表圆偏振，0＜P＜1代表椭圆偏振，而P＝l则代表线偏振。 ;第三章 光纤传输理论;补充：3.3节 单模光纤的双折射特性 ;孙摆疥冰敖芝曝授曝剪质粕畜臆更惩蔓拦键篆基秩钾净疚团散臃鹤兴云亭光纤技术第3章课件光纤技术第3章课件;刮琴菲回前牵庐档呢哄贯阉潮版队刽给讽扮贷樊咸礼维仑湛怠显森摹勒力光纤技术第3章课件光纤技术第3章课件;偏振的表示方法;第三章 光纤传输理论;1、左旋x相位超前 2、右旋y相位超前 3、单位矢量的相位差＝Δβ.Z(Z的大小由偏振态决定);第三章 光纤传输理论;单色波和多色波 完全偏振波、部分偏振波和非偏振波;错误之处： 3.69式应为lambda/nB 3.70式应为乘以l，而不是相除 3.81式第二项应为sin;第三章 光纤传输理论;第三章 光纤传输理论;非正规光波导中的理论;求解