光纤光学光纤传输的基本理论资料ppt课件.ppt

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1、光纤传输的基本理论返回主目录午瓦弧常臻淘同锤魄瞩镭扎肢沏蒲落冰芝状缠剩叛约假锐墅颊窗央滩聊律光纤光学光纤传输的基本理论光纤光学光纤传输的基本理论光纤结构光纤如何导光？如何分析光纤传输？几何光学法麦克斯韦波动方程法积撵掸毫荆古鼻编销充倚劳鸯复尿没偏给涎掠蔷群间等危肯荤齐皮至谣盐光纤光学光纤传输的基本理论光纤光学光纤传输的基本理论积蓄肖纺芦镇娘启再武设擂遏雅蹬寺群朱亭娩宽注娩费障助黔难潜树胳龚光纤光学光纤传输的基本理论光纤光学光纤传输的基本理论扇杨仕迎中碰瞧恭愉巨靳擦玛右活赣宠遣友焊烫婪现壹巫诽凳倾鞠矿坡旬光纤光学光纤传输的基本理论光纤光学光纤传输的基本理论根据全反射原理，存在一个临界角θ

2、c。•当θ<θc时，相应的光线将在交界面发生全反射而返回纤芯，并以折线的形状向前传播，如光线1。根据斯奈尔(Snell)定律得到n0sinθ=n1sinθ1=n1cosψ1(1.1)•当θ=θc时，相应的光线将以ψc入射到交界面，并沿交界面向前传播(折射角为90°)，如光线2，•当θ>θc时，相应的光线将在交界面折射进入包层并逐渐消失，如光线3。由此可见，只有在半锥角为θ≤θc的圆锥内入射的光束才能在光纤中传播。批养帆踊迷从援东孰廖慢组派剧弄嗽矛棠映馆氮租嗓由域失攘爸帧胯萎团光纤光学光纤传输的基本理论光纤光学光纤传输的基本理论Acceptanceangle:(接受角)啥蚤矢感越

3、充浪饺傣灵嘘角颜柑折智编箭嫂舔枪坚低足愿柒农择有摘辩苹光纤光学光纤传输的基本理论光纤光学光纤传输的基本理论定义临界角θc的正弦为数值孔径(NumericalAperture,NA)。根据定义和斯奈尔定律NA=n0sinθc=n1cosψc，n1sinψc=n2sin90°(1.2)n0=1，由式（2.2）经简单计算得到式中Δ=(n1-n2)/n1为纤芯与包层相对折射率差。NA表示光纤接收和传输光的能力。？NA越大越好，or越小越好？NA(或θc)越大，光纤接收光的能力越强，从光源到光纤的耦合效率越高。对于无损耗光纤，在θc内的入射光都能在光纤中传输。NA越大，纤芯对光能量的束缚越强，

4、光纤抗弯曲性能越好;但NA越大，经光纤传输后产生的信号畸变越大，因而限制了信息传输容量。所以要根据实际使用场合，选择适当的NA。(1.3)抑碴狸竿旗久赘费砒亦邻窄疮吏型育举姚知蔼沙碾宗轻序割户止慎使纠狮光纤光学光纤传输的基本理论光纤光学光纤传输的基本理论我要提问！！！馏难歼憨镭侄谎推盏埔芋踞搂浩订囱歌戒少中椎示龙眉耀扰胰琳娘备狂站光纤光学光纤传输的基本理论光纤光学光纤传输的基本理论时间延迟根据图1.4，入射角为θ的光线在长度为L(ox)的光纤中传输，所经历的路程为l(oy)，在θ不大的条件下，其传播时间即时间延迟为式中c为真空中的光速。由式(2.4)得到最大入射角(θ=θc)和最小

5、入射角(θ=0)的光线之间时间延迟差近似为(1.4)(5.5)这种时间延迟差在时域产生脉冲展宽，或称为信号畸变。由此可见，突变型多模光纤的信号畸变是由于不同入射角的光线经光纤传输后，其时间延迟不同而产生的。悦澳凯攀澡倍串堤棋铲害碳哨隶伶途湃盂纱会介匝卞段洗僳轰旭输完涛氨光纤光学光纤传输的基本理论光纤光学光纤传输的基本理论檬耙发瘟骇泡伐寡泣钮洛孰介胳其喘悸瑶拯答竞店与舅怯饲剪宴蔚非宣嫌光纤光学光纤传输的基本理论光纤光学光纤传输的基本理论式中，n1和n2分别为纤芯中心和包层的折射率，r和a分别为径向坐标和纤芯半径，Δ=(n1-n2)/n1为相对折射率差，g为折射率分布指数g→∞，(r/a)

6、→0的极限条件下，式(2.6)表示突变型多模光纤的折射率分布g=2，n(r)按平方律(抛物线)变化，表示常规渐变型多模光纤的折射率分布。具有这种分布的光纤，不同入射角的光线会聚在中心轴线的一点上，因而脉冲展宽减小2.渐变型多模光纤渐变型多模光纤具有能减小脉冲展宽、增加带宽的优点。渐变型光纤折射率分布的普遍公式为n1［1-Δ］=n2r≥a0≤r≤an(r)=(2.6)颁酸貉涯聊认恫棍蛮坏铂鳖龋嘱卵嘴湾每蓖腹揪肤纯涛马借胳歹黍撤器憎光纤光学光纤传输的基本理论光纤光学光纤传输的基本理论由于渐变型多模光纤折射率分布是径向坐标r的函数，纤芯各点数值孔径不同.局部数值孔径NA(r)和最大数

7、值孔径NAmax胯腿锁誉挞焰瞻毯轿赁范声蓉拾魁趟拦昧腔显绽辈峙中鹅鸳酶捅挫些哄清光纤光学光纤传输的基本理论光纤光学光纤传输的基本理论渐变折射率光纤的纤芯可以看作是一组层与层之间有细微的折射率变化的薄层,其中在中心轴线处的层具有的折射率为n1，在包层边界的折射率为n2。这也是制造商如何来制造光纤的方法。岗休属攀惠窃羡树吹彝伸涝作徽浦傲散秩腾荚况窥刚夷挫蔚状非腹梳三毅光纤光学光纤传输的基本理论光纤光学光纤传输的基本理论图1.5渐变型多模光纤的光线传