[物理]第1讲 引言 光纤波导 I.ppt

导波场论 教材： 一、李宏福,喻胜.《导波场论》 第一章 电磁场的基本理论 第二章 规则波导理论 第三章 谐振腔理论 第四章 微扰理论与变分理论 第五章 不均匀波导 第六章 慢波系统的一般特性 导波场论 教材： 二、梁昌洪,谢拥军,官伯然.《简明微波》 513-586, 326-333,174-189 三、葛德彪,闫玉波.电磁波时域有限差分方法 四、葛德彪.电磁波理论 第七章 计算电磁学方法 1. 差分法、时域有限差分法原理 2. 有限元法原理 3. 矩量法原理 4. 广义保角变换法 5. 传播矩阵方法 6. 蒙特卡罗法 导波场论 教材： 五、硕博士论文及新进展 第八章 电磁理论新进展 1. 包括光纤波导； 2. SIW基片集成波导的研究进展； 3. 微带线理论，微带电路； 4. 异向介质、光子晶体等； 5. LTCC技术； 6. 超宽带、共面波导等。 第一次作业 一、试根据介质波导（圆柱形）电场方程，推导特征方程为： 二、试比较介质波导中的模与金属波导中的模有何不同？ 最后一次课前交一个报告： 内容：从下面题目中任选一个 1.编程序实现解决任意一个电磁问题。 (含程序和报告，报告内容包括：方法、公式、程序内容、程序结果、结果分析。) 2.用任意软件仿真任意一种器件。 （含建模文件和报告，报告内容包括器件的各种电磁参数、边界条件等，给出详细的结构尺寸、材料，数值结果。） 3.就你感兴趣的新方向(包括报告和相应的ppt)进行详细研究。 第1讲 光纤波导 一.光纤之父高锟简介 二.光纤通信基础知识 三.介质波导 四.光纤 光纤之父 华人科学家高锟 高锟与太太 一.光纤之父简介 瑞典皇家科学院2009年10月6日宣布，将2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟以及两位美国科学家。高锟获奖，是因为他在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”做出了突破性成就。 　 高锟1933年出生于上海，住在法租界。高教授的父亲是律师。1944年，随父移居香港，入读圣约瑟书院，之后考入香港大学，但由于当时港大还未有电机工程系，他只好远赴英国伦敦大学进修。大学毕业后，他进入英国国际电话电报公司(ITT)做工程师，后被聘为研究实验室研究员，同时在英国伦敦大学攻读博士学位，1965年毕业。从1963年开始，高锟就著手对玻璃纤维进行理论和实用方面的研究工作，并设想利用一种玻璃纤维传送激光脉冲以代替用金属电缆输出电脉冲的通讯方法。　　 光纤之父简介 光纤之父简介 高锟被誉为“光纤之父”。早在1966年，高锟就在一篇论文中首次提出用玻璃纤维作为光波导用于通讯的理论。简单地说，就是提出以玻璃制造比头发丝更细的光纤，取代铜导线作为长距离的通讯线路。这个理论引起了世界通信技术的一次革命。随着第一个光纤系统于1981年成功问世，高锟“光纤之父”美誉传遍世界。　　　 高锟还开发了实现光纤通讯所需的辅助性子系统。他在单模纤维的构造、纤维的强度和耐久性、纤维连接器和耦合器以及扩散均衡特性等多个领域都作了大量的研究，而这些研究成果都是使信号在无放大的条件下，以每秒亿兆位元传送至距离以万米为单位的成功关键。 由于他的杰出贡献，1996年，中国科学院紫金山天文台将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。 频带宽,通信容量大 理论上讲一根单模光纤可利用的带宽达20THz(1THz=1012Hz)以上,现在最先进的光纤通信系统达400GHz,而一路电话带宽约占4KHz频带,一路彩色电视约占6MHz频带 损耗低,中继距离长 铜缆的损耗特性与缆的结构尺寸及所传输信号的频率有关,光缆的损耗特性仅与玻璃的纯度(或者说透明度)有关,高质量望远镜的镜头其损耗超过500dB/km,目前通信用光纤的最低损耗达0.2 dB/km 优点 二. 光纤通信基础知识 具有抗电磁干扰能力 光导纤维是绝缘体材料,不受输电线,电气化铁路及高压设备等电器干扰,可以与高压电线平行架设,还可制成复合光缆 无串话,必威体育官网网址性好 通信质量高 线径细,重量轻,柔软 可制成大芯数高密度光缆 单芯光缆可安装在飞机,火箭,潜艇及航天飞机上 节约有色金属,原材料资源丰富 可节约大量铜金属 缺点 质地脆,机械强度低 光纤切断和接续