光电子技术王俊波光波在光纤波导中的传播资料讲解.ppt

一、光纤波导的结构及弱导性1、光纤的分类按制造光纤的材料分，有：
①高纯度熔石英光纤
其特点是材料的光传输损耗低，有的波长可低到0.2dB／km，一般均小于ldB／km；
②多组分玻璃纤维
其特点是芯-皮折射率可在较大范围内变化，因而有利于制造大数值孔径的光纤，但材料损耗大，在可见光波段一般为:1dB／m波导的性质由纤芯和包层的折射率分布决定，工程上定义为纤芯和包层间的相对折射率差光纤的弱导特性是光纤与微波圆波导之间的重要差别之一。弱导的基本含义是指很小的折射率差就能构成良好的光纤波导结构，而且为制造提供了很大的方便。上式中a为纤芯的半径，n1为光纤轴线上的折射率，n2为包层折射率，α为一常数。二、光束在光纤波导中的传播特性1、阶跃光纤中光束的传播P（1）子午光线设光线从折射率为n0的介质通过波导端面中心点入射，进入波导后按子午光线传播。根据折射定律，一般情况下，n0=1（空气），则子午光线对应的最大入射角称为光纤的数值孔径（2）、斜射光线O当满足全反射条件时，得到波导内允许的最大轴线角为由上述讨论可知，在圆柱界面上一点A处所有可能的入射光线可分为三部分：
A.非导引光线（折射光线，折射角小于临界角）：不满足全反射，部分光线折射到包层中去。
B.导引光线（折射角大于临界角）：光线将限制在纤芯中传播。
C.泄漏光线（隧道光线）：光线虽然满足折射角大于临界角，但弯曲面上并不发生全反射。
（参见教材P61图2-21）（3）、不同光程引发的光脉冲的弥散光线经过轴向距离L所花的最长和最短时间差为2、渐变光纤中光束的传播（1）平方律梯度光纤中的光线轨迹Pfmin=1/n(0)（2）平方律折射率分布光纤中光线
的群迟延和最大群迟延差可以看到，平方律分布光纤中的群迟延只有阶梯折射率分布光纤的/2（与10式比较）。光纤衰减有下列两种主要来源：吸收损耗和散射损耗。（2）、散射损耗2、光纤色散、带宽和脉冲展宽参量间的关系（2）光纤的带宽显然有