[精品]光纤论文

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1、SPD光电转换能力的研究王筱淳电信试点09摘要：光纤通信以其多方面的优点，成为了现代通信的主流和信息社会中信息、传输与交换的主要手段。它被越來越多的关注，音频信号光纤传输技术是它的应用Z—。关键词：光纤传输半导体发光二极管光信号发送端光信号接收端音频信号光纤传输ThetechnologyofOptialFibertransmissionforaudio-frequencysignalXuPeixiaBrief：Becauseofmanysidesofadvantages,theOptialFibercommunicationbecome

2、sthemainstreaminmoderntimes・Also,itisthemainmcansforinformation,transmissionandcxchagcininformationsociety・llumantcikemoreattentiontoit.ThetechofOptialFibertrcinsmissioriforaudio-frequencysignalisoneofitsapplication.Keyword：OptialFibertransmissionluminoustwo-electrodeval

3、veofsemiconductorTheextremityoftransmitting1ightsignalTheextremityofreceivinglightsignalOptialFibertransmissionforaudio-frcqucncysignal引言:1966年,美籍华人高琨博士根据介质波导理论,首次提出光导纤维对以用于光通信的理论。1976年,美国亚特兰人的贝尔实验室首先研制成世界上第一个光纤通信系统。20世纪80年代末,横跨人平洋、长达8300km以及横跨大西洋、长达6300km的海底光缆线路,先肩建成并投入

4、使用。1993年,美国政府提出信息高速公路构想,把光纤通信推进到一个新阶段。现在以光纤光缆为主体的网络已遍布全壯界。光纤通信以其多方面的优点己胜过长波通信、短波通信、电缆通信、微波通信和卫星通信,成为现代通信的主流和信息社会中信息传输与交换的主要手段。在光纤通信实验中我们发现，SPD的电流与其电圧无关，那与什么有关呢？因此我们设计了以下实验：［理论依据］一.系统的组成下图是一个音频信号直接光强调制光纤传输系统的结构原理图，它主耍包括由LED及其调制、驱动电路纟R成的光信号发送器、传输光纤和由光电转换、I-V变换及功放电路组成的光信号接收

5、器三个部分LED调制胶呃动电路光电转换及音频信号光纤传輸实验系茕原理图二、光导纤维的结构及传光原理目询通信用的光纤人多采用石英玻璃(SiO2)制成的横截而很小的双层同心圆柱体，未经涂覆和套塑时称为裸光纤，如图所示山纤芯包层两部分组成:包层光纤按其模式性质通常可以分成两大类：(1)单模光纤；(2)多模光纤。对于单模光纤，只允许一种电磁场形态的光波在纤芯内传播•多模光纤允许多种电磁场形态的光波传播；按其折射率沿光纤截面的径向分布状况又分成阶跃型和渐变型两种光纤，对于阶跃型光纤，在纤芯和包层中折射率均为常数，但纤芯折射率m略大于包层折射率氐。

6、所以对节阶跃型多模光纤，可用几何光学的全反射理论解释它的导光原理。木实验采用阶跃型多模光纤作为信道,现应用几何光学理论进一步说明这种光纤的传光原理。参看图(2),假设光纤端面与其轴线垂直，如前所述，当一光线射到光纤入射端面时，根据smell定律及图(2)所不的儿何关系有:nosin9i=nisin00z=兀/2-anosin9i=nicosa(2)其中n。是光纤入射端而左侧介质的折射率。通常，光纤端面处在空气介质中，故由(2)式对知：如果所论光纤在光纤端而处的入射角X较小，则它折射到光纤内部后投射到芯了一包层界面处的入射角a冇口J能大于

7、由芯了和包层材料的折射率m和亚按下式决定的临结角ac：ac二arcsin(n2/ni)(3)在此情形下光射线在芯了一包层界面处发生全内反射。该射线所携带的光能就被局限在纤芯内部而不外溢，满足这一条件的射线称为传导射线。三、半导体发光二极管结构、工作原理木实验采用LED作光源器件.光纤传输系统中常用的半导体发光二极管是一个如图(3)所示的N—p—P三层结构的半导体器件：©3P宙epd

8、导电电子，这些导电电子一旦进入有源层后，因受到右边P-P界质结的阻挡作用不能再进入右侧的P层，它们只能被限制在有源层与空穴符合,导电电子在有源层与空穴复合的过程中，其屮有不少电子要释放出能量满足以下关系的光