(21)--2-5-1光电子技术基础.ppt

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射线分析出发点：光纤线径;多模：线径几十 m，射线分析正确，单模：线径 10 m，几何光学，误差大；光传播电磁场理论正确。光纤中的电磁波模式理论 矢量解：过程复杂，结果也复杂，且只能对少数几种n分布光纤进行严格且相对简单求解。严格的电磁理论。严格的电磁理论可导出光纤中存在两类模式。TE模或TM模。子午光线形成。混合模式EH模或HE模。偏射光线形成。从波动方程出发来分析光导波在光纤中的传输情况 标量法：满足弱导近似（n1稍n2），传播光线近轴向；假设：导模的纵向场分量都横向场分量。也就是说弱导光纤中的横向场分量占主导地位，并且一经激励，其在传输过程中偏振状态保持不变标量分析法。这种光波模式即是线偏振模（Linear Polarization Mode），简称LP模。从波动方程出发来分析光导波在光纤中的传输情况 光纤：无限长圆柱系统；纤芯：半径 ，介电常数 ，折射率；包层：径向无穷，介电常数 ，折射率；=，无损；高于 （%）数学模型1、标量波动方程光波横向电矢量仅Ey，标量波动方程：在圆柱坐标系中z向传播光波形式纵横分离 1、标量波动方程分离变量法求解，令 1、标量波动方程角向波函数方程：通解为：简化，1、标量波动方程径向波函数，纤芯与包层传播特点，两贝塞尔方程：m 阶Bessel方程m阶虚宗量Bessel方程U、W、V是无量纲参数1、标量波动方程