光纤的导光原理精选课件.ppt

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1、关于光纤的导光原理关于光纤的导光原理第一页，本课件共有13页主要内容主要内容 主要内容l光纤中的射线光学理论l光纤的波动理论l光纤的损耗l光纤的色散。教学重点l能用射线光学理论分析光纤的导光原理l理解单模光纤、多模光纤、色散位移光纤的概念l掌握光纤单模传输条件的计算公式l理解光纤损耗和色散的概念及其对光纤通信系统的影响。第二页，本课件共有13页光的反射与折射示意图光的反射与折射示意图第三页，本课件共有13页光的全反射示意图光的全反射示意图第四页，本课件共有13页 子午光线在阶跃光纤的传输第五页，本课件共有13页阶跃型光纤折射率是沿径向呈阶跃分布，在轴向呈均匀分布，是包层折射率，是纤芯折射率。假

2、设图中的阶跃型光纤为理想的圆柱体，光线若垂直于光纤端面入射，并与光纤轴线重合，或平行，这时光线将沿纤芯轴线方向向前传播。若光线以某一角度入射到光纤端面时，光线进入纤芯会发生折射。当光线到达纤芯与包层的界面上时，发生全反射或折射现象。若要使光线在光纤中实现长距离传输，必须使光线在纤芯与包层的界面上发生全反射，即入射角大于临界角。由前面分析已知光纤的临界角为 第六页，本课件共有13页 光纤的光学参数光纤的光学参数 相对折射率差 数值孔径 NA 第七页，本课件共有13页 数值孔径数值孔径NA 对于阶跃型光纤，当光线在纤芯与包层界面上发生全反射时，光波在纤芯中传播轨迹为折线，相应的端面入射角记为光纤波

3、导的孔径角（或端面临界角）。即只有光纤端面入射角大于的光线才能在光纤中传播，故光纤的受光区域是一个圆锥形区域，圆锥半锥角的最大值就等于。为表示光纤的集光能力大小，定义光纤波导孔径角的正弦值为光纤的数值孔径（NA），即：第八页，本课件共有13页 相对折射率差相对折射率差 对于阶跃型光纤，假设是 包层折射率，是纤芯折射率，且 ，和 的差值大小直接影响光纤的性能。故引入相对折射率差表示其相差程度。对于通信光纤，上式简化成为 对于渐变型光纤，若轴心处（r=0）的折射率为 ,则相对折射率差定义为 第九页，本课件共有13页 由于 ，上式简化成为可见，光纤的数值孔径与纤芯与包层直径无关，只与两者的相对折射率差有关。若 纤芯和包层的折射率差越大，NA值就越大，即光纤的集光能力就越强。对于阶跃型光纤，由于纤芯折射率均匀分布，纤芯端面各点的数值孔径都相同，即各点收光能力相同。对于渐变型光纤，纤芯折射率分布不均匀，光线在其端面不同点入射，光纤的收光能力不同，因此渐变型光纤数值孔径定义为：第十页，本课件共有13页精品课件精品课件！第十一页，本课件共有13页精品课件精品课件！第十二页，本课件共有13页感感谢谢大大家家观观看看12/8/2022第十三页，本课件共有13页