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第一章章 光纤传输理论论 厦门大学通信工程系 许芳 2010-9-9 厦门大学通信工程系 1 内容内容 光纤的基本性质 光纤的模式理论光纤的模式理论 光纤的损耗与色散 单模光纤 光纤光缆的设计与制造光纤光缆的设计与制造 2010-9-9 2 11.11.11 光纤的结构光纤的结构 光纤是横截面很小的可挠透明长丝光纤是横截面很小的可挠透明长丝,它在长距离内具有它在长距离内具有 束缚和传输光的作用。 结构： ——纤芯：纤芯是由高纯度的SiO22材料制成的，其作用 是约束光的传输。 ——包层包层 ：：包层是由高纯度的包层是由高纯度的SiOSiO 材料制成材料制成，，其折射率其折射率 22 略小于纤芯,从而造成一种光波导效应，使大部分的电 磁场被束缚在纤芯中传输场被束缚在纤芯中传输;; ——涂敷层：聚酯材料构成。其作用是保护光纤不受水 汽的侵蚀和机械的擦伤汽的侵蚀和机械的擦伤，同时又增加光纤的柔韧性同时又增加光纤的柔韧性。 2010-9-9 3 在涂敷层外，往往加有塑料外套。 光纤的基本性质光纤的基本性质11 光纤的结构图光纤的结构图 2010-9-9 4 光纤的基本性质光纤的基本性质22 2010-9-9 5 按材料划分光纤按材料划分光纤 石英系光纤：纤芯和包层是由高纯度的 SiO22掺有适当的杂质制成。 多组份玻璃纤维：纤芯和包层有玻璃搀杂 适当杂质制成适当杂质制成。损耗较低损耗较低，可靠性较低可靠性较低。 塑料包层光纤：纤芯是用石英制成，包层 是硅树脂。 全塑光纤全塑光纤 ：：纤芯和包层都由塑料制成纤芯和包层都由塑料制成。价价 格低,但损耗大,可靠性尚存在一定问题。 2010-9-9 6 按横截面类型分按横截面类型分 阶跃折射率型：纤芯中折射率横截面是均 匀的,,在纤芯和包层的界面上折射率发生突 变； 渐变折射率型渐变折射率型((也称为梯度折射率型也称为梯度折射率型)) ：：折射折射 率在纤芯中连续变化。 2010-9-9 7 光纤的折射率分布光纤的折射率分布 (a) 阶跃分布 (b) 三角分布 (c) 高斯分布 纤芯中折射率横截面是 均匀的,在纤芯和包层的 折射率在纤芯中连续变化 界面上折射率发生突变 2010-9-9 阶跃光纤 渐变光纤