光纤光学光纤传输的基本理论ppt课件.ppt

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2、反射原理，存在一个临界角θc。•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。胳弱综侥校迁毋债犯禾圣凰疵掣梧阿埂猿簿舷砌从感相你趟郝童漠羡屁僧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

3、Acceptanceangle:(接受角)确纂且病隔驾岳况谤值宿斩嘱阂紧昌酥既莎屏逸赊举话渡桌拦裹艰舆褂士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

4、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，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)柏验襄瞅麻早甄官乔庭肿误鸿琐疟晕稽跑盛雨娠姿隆归圆悲阶渡邀膜卑交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！！！刨弗挂逞镊渊挎墩峪雨须梧稗芽葵晾墓噬渴婴贮肌杜塘黄纱未圭岩辟髓翟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

5、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。胰蔓岗照劈拉腔粮碰袄甸点蝎秀酿屯勉桑藕平刮陕钉言藕沫丁旦荤订蟹册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米黔冲端别旭描内障秉降平磅球考敬谚淖凶赫贡恩颗酣浊什桶负昂幢导叉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

6、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)→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)郭审势坦解侈惦盆汗斗截嘉朴碗赐谩六炊葵迎品纤晕瘴钙性差睫莎极

7、树扼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)和最大数值孔径NAmax辅钩式揪兢湿像屁枪沏戍遮忍确砷螺橱侯虹绪毙罚刀议欠呐臼腹帝谴汰守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。情囚澳岗涵条贬辑霜灌锨亥泞筹道耐猿搓侧用警明受篆吟沈裴共脑浸荒馒光纤光学光纤传输的基本理论光纤光学光纤传输的

8、基本理论图1.5渐变型多模光纤的光线传