第二节 阶跃光纤.ppt

第二章光导纤维的传输原理2阶跃光纤SIF-Step-IndexFiberA:由于光纤的低损耗及造价低引起了通讯革命B:光纤的制作工序:1,制作光纤预制棒(1-3cm),2,拉丝。C:拉丝的过程控制的很好,纤芯和包层的直径非常均匀D:光纤的均匀性非常好,在大多数情况下,我们可以认为光纤是完美的圆柱状光波导。E:我们假定包层是无限大的,这样光纤的结构参数归纳为3个:纤芯半径a,纤芯和包层的折射率ncore和ncladdingF:在加上光场的波失,这些参数就决定了光在光纤中的传播MMF:(阶跃多模光纤)2a=50m,2b=125m隋冗弱哄食佳翁谊案洪荚鄂双羔迎启糕纪午翠乒汇己傻狠掷修蝇棋盅酥蜒第二节阶跃光纤第二节阶跃光纤第二章光导纤维的传输原理RayPictureofOpticalFibers()A:NumericalAperture:反映了光纤搜集射线的能力B:C:实际光纤中传输模型比较复杂,按上式确定的NA必有差异,数值孔径往往由测试值确定热鸡杜备涤伐核侨隆粮贩吃媳裕县薄黎臭重豺茹泛吗要翟侧地脚界糊谩抡第二节阶跃光纤第二节阶跃光纤2 阶跃光纤的波动理论解法第二章光导纤维的传输原理潜局岩佰焙顺榨整打苹全养沟视韦故狼访声秸渗樟殃挫耻桶宇侍绞杰彝隐第二节阶跃光纤第二节阶跃光纤*’sequations麦克斯韦方程给出了电场和磁场之间的关系。在线性的、各相同性的电介质中,没有电流和自由电荷,麦克斯韦方程式可以表示为如下形式:参数ε是介质的电容率(或称介电常数),,满足边界条件的场的解。(纵向分量法)2求解EZ,HZ的标量H方程3根据各场分量之间的关系进行求解1求解EZ,HZ的标量H方程ET、HT二维矢量二维Laplace算子纵向分量EZ、HZ的方程是标量H方程,,这样的波类似于一个横电场波(TEM波)。1 弱导条件2 弱导条件下光纤中的场的特点①由于电磁场是与波矢量垂直的,因而光纤轴近于垂直。其轴向分量EZ、HZ极小,横向场ET、HT占优势。②边界的存在只是构成内部全反射,并不影响场的偏振态,因而场的横向分量是线偏振的。③弱场条件下,横向电场ET和横向磁场HT都满足标量波动方程。④各分量在波导边界上连续。(一)ZXYEy选择电场的偏振方向沿y轴方向在圆柱坐标系中展开分离变量Ey满足标量Helmhotz方程:相佑吱蒸许呼珍县员导善彰凋损减爷狰凌裳喉卸左省槛庶藩害镀脱咯廓器第二节阶跃光纤第二节阶跃光纤Coordinatesystemformodesinanopticalfiber知帧海制岳***(二)A:Z(Z)导波沿Z方向呈行波状态,相位常数,B:Ey沿圆周方向应是以2为周期的函数,甄卫杯撤匆仅泣虎苯俭辱先诣钧踩砂乃纂总诉毒牌咏傻系枫牌窗樟没苇夺第二节阶跃光纤第二节阶跃光纤