光纤复习总结

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1、第一章光纤的基本理论1•光纤的结构纤芯、包层、涂覆层2•纤芯和包层的作用纤芯：位于光纤屮心，直径2a为5〜75um,作用是传输光波。包层：位于纤芯外层，直径2b为:L00〜150umz作用是将光波限制在纤芯中。3•阶跃光纤纤芯折射率和包层折射率的定性关系为了使光波在纤芯中传送，应对材料进行不同掺杂，使包层材料折射率n2比纤芯材料折射率nl小，即光纤导光的条件能nl>n2。4•按照支持的模式数量对光纤进行分类单模光纤：单模光纤在给定的工作波长上只传输单一基模。多模光纤：多模光纤纤芯内传输多个模式的光波。5.对光纤中传输

2、的光采用射线光学分析法的前提：光纤尺寸与光波长的定性关系射线光学理论：当光波导尺寸远大于光波长时，对忽略光波长用光射线代表光能量传输路线的方法。波动光学理论：求解满足边界条件的麦克斯韦方程组的光场。6•阶跃光纤的子午光线传输路径（以最大入射角为临界角分析各种情况）7•数值孔径的定义，计算，及其与光纤聚光能力、模式色散的定性关系数值孔径：表征光纤的聚光能力NA=sin^max=-V2A由此可以看出，比、n?差别越大，即△越大，光纤收集射线的能力越强。最大群时延差与相对折射率差△成正比，使用弱导波光纤有助于减少模式色散。

3、时延差限制了多模阶跃折射率光纤的传输带宽。△越大，模式色散越大，限制光纤传输带宽8•渐变折射率光纤对阶跃光纤的哪个缺点进行了改善（采用渐变折射率光纤的目的是减小多模光纤的模式色散）①、同样的入射角，传输路径变短（入射角为零除外），从而减小最大群时延差。②、离轴心越远，传播速度越快（v=c/n）,进一步减小最大群时延差。适当选择折射率分布，可以使不同入射角的光线有人致相等的光程。9•阶跃光纤的归一化频率计算（只有特定入射角的光波才会在光纤中传递能量）V—Vt/2+W2—Hj2—nfka—V2An）Z:06Zk（）=-人

4、）U—导波的归一化径向相位常数，W—导波的归一化径向哀减常数，a—光纤的半径，△—光纤的相对折射率差，叫一纤芯折射率，入一工作波长V-8值情况下的儿点结论：①、W-*8：w>0,光纤导波。②、U=umn为使得Jm（x）=0的第n个根。③、V-8：场完全集中在纤芯屮，包层屮的场为零。光场在包层小服从第二类修正贝塞尔畅数迅速衰减，光场在纤芯内服从贝塞尔畅数振荡传播10•单模传播条件：从光纤的归一化频率角度分析W2>0导波。W2<0能量己不能很好地集中在纤芯Z中，这时的波叫做辐射波。W2=0导波截止的临界状态w2=o^v；

5、=u^+w（2=u；入V.匕一归—•化截止频率结论：对于某一光纤，每个模式都有一个相应的截止波长，当光波波长小丁•截止波长2

6、纤的损耗特性对光纤通信系统的影响在光纤通信系统小，光纤损耗是限制无小继通信距离的重要因素Z—。它在很人程度上决定着传输系统的屮继距离。13•损耗系数的定义，及计算损耗系数：单位长度（km）光纤引起的光功率衰减。iopa（2）=—lg」（dB/如7）&（2）—波长2处的衰减系数；片一输入光纤的光功率；片）一光纤输出的光功率；厶一光纤的长度L14.光纤的三个低损耗窗口分别位于哪个波段850nm波段一短波长波段、1310nm波段和1550nm波段一长波长波段15.光纤的色散分类，及光纤色散对光纤通信系统的影响光纤的色散是在

7、光纤屮传输的光信号随传输距离增加，山于不同频率成分或不同传播模式的光传输时延不同引起的脉冲展宽的物理效应。（色散主要影响系统的传输容量，也对中继距离有影响。）模式色散、材料色散、波导色散、偏振模色散（单模光纤屮）光纤的色散引起传输信号的畸变，使通信质量下降，从而限制了通信质量和通信距离。16.光纤的非线性效应产生的原因原因：单位体枳的光功率密度过大第2章光源和光发射机1.自发辐射、受激辐射、受激吸收的原理自发辐射：处在高能级E2上的电子按照一定的概率自发地跃迁到低能级d上，并发射一个频率为V的光子特点：处丁•高能级电

8、子的口发行为，与外界激励作用无关；口发辐射可以发生在导带和价带之间，因此光谱范用很宽。（典型应用：发光二极管）受激辐射：处在高能级E?上的电子在外来光场的感应下（外来感应光子的能Shv=£2-£,）发射出一个和感应光子一模一样的光子,而跃迁到低能级E、特点：感应光子的能最等于两个跃迁能级之差；受激辐射产生的光子与外来感应光子全是同光子，不仅频率