光纤ppt课件

发布时间:2013-07-21

课件大小:0.18 MB

所属栏目:工程类

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课件等级:光纤ppt课件推荐等级为3星

简略标题:光纤

应用环境:应用于多媒体教学

制作使用软件:PowerPoint

应用阶段:电子与通信

光纤ppt课件介绍及下载


光纤ppt课件内容预览:3.4阶跃型光纤的波动光学理论3.5阶跃型光纤的标量模3.6可导与截止3.7渐变型光纤的理论分析3.8光纤的损耗特性3.9光纤的色散特性3.10单模光纤3.11光纤的传输带宽第三章光纤1光纤结构光纤的典型结构是多层同轴圆柱体由图3-1-1所示,自内向外为纤芯、包层及涂覆层。纤芯和包层合起来构成裸光纤,光纤的光学及传输特性主要由它决定。涂覆层的作用是增强光纤的机械强度。2阶跃型光纤和渐变型光纤光纤按折射率分布来分类,一般可分为阶跃型光纤和渐变型光纤。(1)阶跃型光纤如果纤芯折射率(指数)n1半径方向保持一定,包层折射率n2沿半径方向也保持一定,而且纤芯和包层的折射率在边界处呈阶梯型变化的光纤,称为阶跃型光纤,又可称为均匀光纤,它的结构如图3-1-2(a)所示。ppt(2)渐变型光纤如果纤芯折射率n1随着半径加大而逐渐减小,而包层中折射率n2是均匀的,这种光纤称为渐变型光纤,又称为非均匀光纤,它的结构如图3-1-2(b)所示。2渐变型折射率光纤的导光原理渐变折射率光纤可以降低模间色散,如图3-2-2所示选择合适的折射率分布就有可能使所有光线同时到达光纤输出端。相对折射指数差Δ和数值孔径NA是描述光纤性能的两个重要参数。1相对折射指数Δ光纤纤芯的折射率和包层的折射率的相差程度可以用相对折射指数差Δ来表示相对折射指数Δ很小的光纤称为弱导波光纤2数值孔径NA表示光纤捕捉光射线能力的物理量被定义为光纤的数值孔径,用NA表示。数值孔径越大表示光纤捕捉射线的能力就越强。由于弱导波光纤的相对折射指数差Δ很小,因此其数值孔径也不大。对于阶跃型光纤,数值孔径为常数对于渐变型光纤,由于纤芯中各处的折射率是不同的因此各点的数值孔径也不相同。我们把射入点r处的数值孔径称为渐变型光纤的本地数值孔径用NA(r)表示。3.4阶跃型光纤的波动光学理论1光纤传输光波的波动方程光纤材料是各向同性介质,光波在光纤中的传输满足麦克斯韦方程组。在无源空间电场强度E和磁场强度H满足亥姆霍兹方程:直接求出亥姆霍兹方程的矢量能十分繁琐,得到的解也较为复杂,所以一般采用标量近似解法。2标量近似解法通信光纤中的纤芯和包层折射率差很小,光纤中的光线几乎与光纤轴平行。这种波非常接近TEM波,其电磁场的轴向分量Ez和Hz非常小,而横向分量Et和Ht很强。设横向电场沿y轴偏振,横向场即是Ey,则它满足下面的标量波动方程:求解式(3-4-6),满足芯包界面边界条件,即是光纤的标量解。3.5阶跃型光纤的标量模1标量解采用标量近似解法,可以得到在阶跃型光纤中电磁场的场解。见公式(3-5-1)~(3-5-4)2特征方程在纤芯和包层的界面上,由电磁场理论可知,电场和磁场的轴向分量都是连续的,即Ez1=Ez2Hz1=Hz2可得在弱导波情况下的公式(3-5-5)或(3-5-6)称为特征方程由贝塞尔函数递推公式可知上述两个方程等同4标量模在弱导波近似情况下得到的为标量模,标量模可认为矢量模的线性叠加,所以标量模是简并模。标量模又称线性偏振模(Linearly Polarized mode)可以用LPmn来表示。不同的m和n值,场分布和传输特性不同。见图3-5-1。光纤中只传输一种标量模LP01的光纤为单模光纤,传输两种以上标量模的光纤为多模光纤。
课件关键字:光纤。
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