光纤光学总复习-2010

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1、《光纤光学》总复习6/30/2021光纤光学的基本理论什么是光纤？介质圆柱光波导，充分约束光波的横向传输（横向没有辐射泄漏），纵向实现长距离传输。基本结构：纤芯、包层、套塑层TypicalDimensionforSilicaFibers:SMF:8~10mmcore,125mmcladdingMMF:50,62.5,100umcore,125umcladdingIndexprofile:Stepvs.Gradedvs.multi-step…6/30/2021光纤按纤芯折射率分布分类：a.阶跃折射率分布光纤（SIOF）b.渐变折射率分布光纤（GIOF）6/30/2021光纤传输模式分类：传输的模

2、式总数：单模光纤：只允许一个模式传输的光纤；多模光纤：光纤中允许两个或更多的模式传播。6/30/2021光纤光学的研究方法6/30/2021光线理论与波动理论分析思路6/30/2021光线方程的推导6/30/2021SIOF中光线的传播数值孔径:定义光纤数值孔径NA为入射媒质折射率与最大入射角的正弦值之积,即物理意义与光纤传输速率的关系6/30/2021GIOF中光线的传播（子午光线）同一光线：值相同；不同光线：值不同！：第一射线不变量,由光线的入射条件所决定！光线分类、特征及其激励条件：约束光线隧道光线折射光线6/30/2021GIOF中子午光线的轨迹平方律分布的光纤、双曲正割折射率分布光纤

3、等光程条件光线间延迟小传输速率高6/30/2021模式分类、特征及其激励条件：导模泄漏模辐射模导模分析中的重要参量及其物理意义纵向传播常数（b）、归一化频率（V）、横向传播常数（U、W）6/30/2021SIOF模式分析的基本过程基模模场的表示式导模的分类及其特征导模的截止与远离截止条件6/30/2021导模截止与远离截止条件:模式临近截止远离截止*除了HE1m模式以外,U不能为零模式本征值b、l满足：6/30/2021色散曲线及其物理含义6/30/2021光纤的单模工作条件弱导光纤的特征线偏振模基模模场的表示线偏振模与精确模式间的关系导模的数目（估计）、模组与主模标号、模斑6/30/2021

4、平方率光纤中的导模场的特征平方率光纤中的基模场的表达式模场半径的概念WKB的基本思想任意折射率分布的本征值方程模式容积6/30/2021SIOF、平方率单模光纤中的场解任意折射率分布单模光纤中的场解的求解方法6/30/2021光纤的特性及特征参数测量损耗的定义及来源光纤的衰减系数与损耗的关系：6/30/2021第三传输窗口第二传输窗口第一传输窗口13001550850紫外吸收红外吸收瑞利散射0.22.5损耗(dB/km)波长(nm)通信窗口：由0.85mm、1.31mm、1.55mm到S波(1.49mm~1.53mm)、C波(1.53mm~1.57mm)、L波(1.57mm~1.61mm)。6

5、/30/2021光纤的弯曲损耗光纤发生弯曲波导内完全内反射遭破坏波导模转化为泄漏模甚至辐射模引起弯曲损耗弯曲损耗的种类：宏弯曲、微弯曲、过渡弯曲6/30/2021光纤色散概念与种类各类色散的计算、色散位移概念6/30/20216/30/2021光纤的演变G.651光纤：工作波长850nm；多模；损耗：3dB/kmG.652光纤：常规单模光纤，零色散波长1310nm；最低损耗窗口1550nmG.653光纤：DSF，零色散波长1550nm；最低损耗窗口1550nmG.655光纤：NDSF，Lucent：零色散波长1530nm；Corning：>1570nm大有效面积光纤：LEAF降低非线性效应的影

6、响。色散补偿光纤：全波光纤：消除OH的吸收损耗通信窗口：由0.85、1.31、1.55到S波(1.49~1.53)、C波(1.53~1.57)、L波(1.57~1.61)6/30/2021光纤中色散与脉冲展宽的关系如何利用色散实现脉冲压缩？光纤的传输带宽6/30/2021光纤的设计：损耗、色散、非线性；折射率、折射率分布、掺杂光纤的制作：预制棒（MCVD、OVD、VAD、PCVD）、拉丝、涂覆、成缆6/30/2021光纤的模场半径、截止波长的定义光纤损耗的测量数值孔径的测量模场直径的测量截止波长的测量OTDR的基本原理、测量精度、分辨率、动态范围等6/30/20216/30/2021自聚焦透镜

7、光有源与无源器件、自聚焦光纤、自聚焦透镜自聚焦透镜与自聚焦光纤的比较自聚焦透镜与一般球透镜的比较由射线方程如何得到自聚焦透镜的传输矩阵自聚焦透镜的成像特性、节距的概念0.23P、0.25P、0.29P自聚焦透镜的成像性质6/30/2021光纤耦合器6/30/2021对相同波长、相同光功率的耦合会产生3dB损耗。6/30/20216/30/20216/30/2021光隔离器6/30/2021光环行器