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题目：论光纤的基本原理，发展前景摘要：本文主要介绍光纤的基本原理及光纤通信的发展前景。关键词：/thesis/Search.asp?Field=Titlekeyword=光纤光缆光纤基本原理；/thesis/Search.asp?Field=Titlekeyword=技术发展发展前景一、光纤原理光纤实际是指由透明材料做成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料做成的包层，并将射入纤芯的光信号，经包层界面反射，使光信号在纤芯中传播前进的媒体。一般是由纤芯、包层和涂敷层构成的多层介质结构的对称圆柱体。光纤有两项主要特性：即损耗和色散。光纤每单位长度的损耗或者衰减（dB/km），关系到光纤通信系统传输距离的长短和中继站间隔的距离的选择。光纤的色散反应时延畸变或脉冲展宽，对于数字信号传输尤为重要。每单位长度的脉冲展宽（ns/km），影响到一定传输距离和信息传输容量。纤芯材料的主体是二氧化硅，里面掺极微量的其他材料，例如二氧化锗、五氧化二磷等。掺杂的作用是提高材料的光折射率。纤芯直径约5~~75μm。光纤外面有包层，包层有一层、二层（内包层、外包层）或多层（称为多层结构），但是总直径在100~200μm上下。包层的材料一般用纯二氧化硅，也有掺极微量的三氧化二硼，必威体育精装版的方法是掺微量的氟，就是在纯二氧化硅里掺极少量的四氟化硅。掺杂的作用是降低材料的光折射率。这样，光纤纤芯的折射率略高于包层的折射率。两者席位的区别，保证光主要限制在纤芯里进行传输。包层外面还要涂一种涂料，可用硅铜或丙烯酸盐。涂料的作用是保护光纤不受外来的损害，增加光纤的机械强度。光纤的最外层是套层，它是一种塑料管，也是起保护作用的，不同颜色的塑料管还可以用来区别各条光纤。光纤的折射率：光纤的结构一般用折射率沿光纤径向的分布函数来表征，这种分布函数成为光纤的折射率刨面。在圆柱坐标系（?、Φ、z）中n（?）来表示。在理论分析中，折射率剖面n(r)就是光纤的数学模型：对于单包层光纤，纤芯直径为d，设纤芯轴心处的折射率n(0)=n1，包层折射率为n2,为了简略地表示的剖面特征，引入纤芯包层相对折射率差作为剖面参数Δ，其中定义为n1 2 ─ n22n1 ─ n2Δ = ────── ≈ ───── 2 n1 2n1射线理论认为，光在光纤中传播主要是依据全反射原理。因此，典型的阶越光纤是由折射率（n1）稍高的纤芯和折射率（n2）稍低的包层构成。纤芯和包层之间有良好的光学界面。若光线以某一角度进入光线端面时，入射光线与光线轴线之间的夹角θ0称为光线端面入射角；光线进入光纤后又射到纤芯和包层之间的界面上，形成包层界面入射角Φ，如图（a）所示。图中，光线１垂直光线端面射入，并与光纤轴心线重合时，光线１沿轴心线向前传播。由于ｎ1〉ｎ2，所以包层界面有一个全反射的临界角Φc，与其相对应的光线端面有一个临界入射角Φa。如果端面入射角θ0≤θa，如图（ａ）中的光线２进入光纤后，当射到光纤的内包层界面时，入射角Φ≥Φc，满足全反射条件，光线２将在纤芯和包层的界面上不断的产生全反射而向前传播。一般，这种光线在光纤内需经过几千、几万、甚至更多次的全反射，（全反射次数与光纤长度、直径有关），才能从光纤的一段传到另一端。光线１、２的特点是光在光纤中传播路径始终在同一平面内，这种光线称为受到光线；在纤维光学中又称为子午光线。子无光的是平面曲线，包含子午光线的面称为子无面。另一种光线不在一个平面内，不经过光的轴心线。当入射光纤后碰到边界时，作内部全反射，如图（ｂ）中光线３所示。这类光线运动范围是在边界和有虚线所示的焦散面之间。光线在断面上的投影为折线。光线３称为斜光线，它是一空间曲线，除子午线和斜光线外，还有一种不受到光线，它不能在光纤中传播，射线理论无法解释这种光线。光纤作为光的一种传播工具，它可以很好的，高效率的传输光信号，可以运用于许多方面。例如光纤通信、医学应用、传感器应用、艺术应用等。本文主要分析光纤在通信方面的应用。光纤通信光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的发展历史只有一二十年，已经历三代：短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤．采用光纤通信是通信史上的重大变革，美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信．中国光纤通信已进入实用阶段．二、光纤技术的/fazhanzhanlue/发展前景 　对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,而全光