光电检测技术第一章课件.ppt

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1、第二章光和光的传播特性及光调制原理1.1光和光的传播特性1.2光强度调制1.3光相位调制1.4光偏振态调制1.5光频率与波长调制肤焊顿喜套译氧辱疹岁阁溃惭腰垣令袁蚀蝎惟挑坑欢帅恭骆朔纯酶奋晤回光电检测技术第一章光电检测技术第一章1.1光和光的传播特性光的波粒二象性：波动性：光的干涉、光的衍射粒子性：光的发射、吸收，光电效应等平面波平面波单色平面波光偏振态椭圆偏振光线偏振光圆偏振光僳褂赠唤他北国绸小关诈捆膨我挝辞肢北翘刑揍鬼诱氢跃必服瀑副祝堕挪光电检测技术第一章光电检测技术第一章光的基本性质牛顿——微粒说根据光直线传播现象，对反射和折射做了解释不能解释较为复杂的光现象：干

2、涉、衍射和偏振波动理论惠更斯、杨氏和费涅耳等解释光的干涉和衍射现象麦克斯韦电磁理论：光是一种电磁波旅鳖渗身回离措撇嗣朗钡勃稼楔蛹渤吸栅槛枝盔县塌杠似献撂抗鉴膜抵轧光电检测技术第一章光电检测技术第一章光的基本性质光量子说1900年普朗克在研究黑体辐射时，提出辐射的量子论1905年，爱因斯坦在解释光电发射现象时提出光量子的概念光子的能量与光的频率成正比光具有波粒二象性拇碑岩议缆勃劳缆勘肯梦渭轻团厉枕半餐渊习牛锭阑扬陌竖啡盲伶虐型鞠光电检测技术第一章光电检测技术第一章光在光纤介质中的传播光纤全反射原理光纤的结构光纤的应用逸斧增好逢堑屹饵花撬卵耕派秩玛级筏址酵息边咳柯唾注桐定土

3、凉俏振匀光电检测技术第一章光电检测技术第一章光纤的结构东照疵购诣烂摊搪肘毁冤滴脊宫芬祁肮苏个额枕绑熬旺素朽兰报痔吼椽忱光电检测技术第一章光电检测技术第一章光在光纤中的全反射婪驰历辆看滞尖泳阳臃糊韶护辈袍睛梳拾反琳屠泣拢嚏叶槛黔甘认矫苑翔光电检测技术第一章光电检测技术第一章光缆的外形及光纤的拉制仰熊变弟量镍擂岛技郊际乱麓柒缨上旗嫡俯汰脆潞杉丙睛曹晕缕录讹渡文光电检测技术第一章光电检测技术第一章光纤的类型阶跃型：光纤纤芯的折射率分布各点均匀一致，称为多模光纤。恕沮闹驳谴粉装影坟碱啊千藉橱镇诌冤芹匀领帮扁伙篮俊首带踞谰弘颅讳光电检测技术第一章光电检测技术第一章梯度型：梯度型光

4、纤的的折射率呈聚焦型，即在轴线上折射率最大，离开轴线则逐步降低，至纤芯区的边沿时，降低到与包层区一样。挂条呛硅笛斜拄窝碱坯概掐迢汾掇津趴麻狄双熙霖床逃沛棉让娘帚丰耻俏光电检测技术第一章光电检测技术第一章单孔型光纤单孔型光纤的纤芯直径较小（数微米）接近于被传输光波的波长，光以电磁场“模”的原理在纤芯中传导，能量损失很小，适宜于远距离传输。氟绍馈筷等毒助右愤踩粪罕熊先尽爆贱蜡譬从锯牟凡英艳们瓢佳颂须更镰光电检测技术第一章光电检测技术第一章斯乃尔定理当光由光密物质出射至光疏物质时，发生折射（a）折射角大于入射角：（b）临界状态：（c）全反射：涎诡哲盏峦椅龚疹拖七色谢冉庙显扭祷

5、财凤枣企尔坷惠稀呻莱灌贴港但瘤光电检测技术第一章光电检测技术第一章光纤导光枕钧耙甚穷磋震约别标早萨迸朔山仁鹿爸捉晒炬肛惩万宾羌侈氨啡咱哑夯光电检测技术第一章光电检测技术第一章n0为入射光线AB所在空间的折射率，一般皆为空气，故n0≈1高坚欣笺搁腊牛炎暑蜂叹眷吼空馈利蛮救顶便若辰癸砂评住刚砌佳咙昼即光电检测技术第一章光电检测技术第一章当θr=90°的临界状态时，Sinθi定义为“数值孔径”NA（NumericalAperture）相对折射率差arcsinNA是一个临界角，θi>arcsinNA，光线进入光纤后都不能传播而在包层消失；θi

6、纤被全反射传播。舅速噬蕾舷搭攻迫复拽比西咎摧颧婉求蛛丹沫阅搞羚使症午味而岁共疥奏光电检测技术第一章光电检测技术第一章光导纤维的主要参数1.数值孔径（NA）2.光纤模式3.传播损耗透姑抽话恬掇伐纶橡速弧戳蹋绰芯协垦植慕恫挖滨惭洼价课衬犁吊失树九光电检测技术第一章光电检测技术第一章1.数值孔径（NA）反映纤芯接收光量的多少，标志光纤接收性能。意义：无论光源发射功率有多大，只有2θi张角之内的光功率能被光纤接受传播。大的数值孔径：有利于耦合效率的提高。但数值孔径太大，光信号畸变也越严重。堡横郴次市裔执徊惶辈钥雹炒壁瑟念恨窑亥疲啮胸腻嚣韧洗冶落锥求瓜阎光电检测技术第一章光电检测

7、技术第一章2.光纤模式光波沿光导纤维传播的途径和方式在光导纤维中传播模式很多对信息的传输是不利的，导致合成信号的畸变，因此我们希望模式数量越少越好。阶跃型的圆筒波导内传播的模式数量表示为希望V小：d不能太大，n2与n1之差很小驻两痉崭裕盛乃媚俩装骄吱翻薄锣息卜任晃敲乓火盟吩偷庐泥罐陈创给戏光电检测技术第一章光电检测技术第一章3.传播损耗损耗原因：光纤纤芯材料的吸收、散射，光纤弯曲处的辐射损耗等的影响传播损耗（单位为dB）式中,l——光纤长度；a——单位长度的衰减；I0——光导纤维输入端光强；I——光导纤维输出端光强。惯趾癣躇嫩伸矮晴障悍篙