[工学]光纤通信第四次课.ppt

* 回顾： 　　1、光纤的结构 　　2、导光原理（射线理论） 　　3、单模光纤 　　4、多模光纤 要想光纤单工作： 　　VVc 　　 为什么？？？ 2.3 均匀光纤的波动理论分析 二、平面波在理想介质中的传播 一、预备知识 三、 阶跃光纤的波动理论 一、预备知识 直角坐标系 A·B=AxBx+AyBy+AzBz 柱坐标系 A×B= Ax Ay Az Bx By Bz 2.3 均匀光纤的波动理论分析 二、平面波在理想介质中的传播 一、预备知识 三、 阶跃光纤的波动理论 2.3.1平面波在理想介质中的传播 1 均匀平面波 　在与传播方向垂直的无限大的平面上，电场强度E和磁场强度H的幅度和相位都相等的波型，称为均匀平面波(平面波) 波矢量 波数 μ导磁率，ε介电常数 K K＝kas 理想介质：无源、无耗（波传播过程幅度不变，只是相位变化） 理想介质中的平面波的表达式与坐标的选取有关 E0和H0是原点的电场强度和磁场强度矢量。标量积k·R表示其相位随矢径的变化 X Y Z O A K R ? 均匀平面波电场和磁场之间的关系 Z是介质的波阻抗 2.平面波在介质分界面上的反射和折射 　反射和折射的基本规律是由斯涅耳定律和菲涅耳公式表示 X Z n2 n1 θ1 θ1? θ2 k1 k1? k2 0 反射波 折射波或传递波 入射波、反射波、传递波的电场强度表示式： 　　　　 E01、E01?、E02为原点处入射波、反射波、传递波电场的矢量复振幅 反射系数 传递系数 模值表示幅度的大小之比； 相角表示在介质分界面上反射波、传递波比入射波超前的相位 X Z n1 n2 θ1 θ1? θ2 （a）垂直极化波 0 E1 E2 E1? H1 H1? H2 X Z n1 n2 θ1 θ1? θ2 （b）水平极化波 0 E1 E2 E1? H1 H1? H2 垂直极化波：　 水平极化波：　　　　 根据折射定律： 因此，R，T由折射率n1，n2，θ1决定 3.平面波的全反射 全反射条件： 1）n1n2 2）θcθ190? ∴ 根据物理概念的合理性 此时垂直极化波 同理，水平极化波 Goos-Hanchen相移 　对于垂直极化波，介质1中电场分量方向相同，因此介质1中的电场分量为： (1)全反射时介质1中的波的特点 *