第2章光纤技巧.ppt

第2章　　光导纤维;2.1 光纤的结构和分类;2.1.1 光纤的结构;2.1.1 光纤的结构;2.1.2 光纤的分类; 渐变型光纤 如果纤芯折射率n1随着半径加大而逐渐减小，而包层中折射率n2是均匀的，这种光纤称为渐变型光纤，又称为非均匀光纤。 ;2.1.2 光纤的分类;2.1.2 光纤的分类;按照纤芯中传输模式的多少来划分 多模光纤 在一定的工作波长下，多模光纤是能传输多种模式的介质波导。 多模光纤可以采用阶跃折射率分布，也可以采用渐变折射率分布。 多模光纤的纤芯直径约为50μm。;2.1.2 光纤的分类;2.2 用射线理论分析光纤的导光原理 ;2.2 用射线理论分析光纤的导光原理 ;2.2.1 平面波在两介质交界面的反射与折射;1．均匀平面波的一般概念;1．均匀平面波的一般概念;1．均匀平面波的一般概念;1．均匀平面波的一般概念;1．均匀平面波的一般概念;1．均匀平面波的一般概念;2．平面波在两介质交??面上的折射与反射;2．平面波在两介质交界面上的折射与反射;2．平面波在两介质交界面上的折射与反射;2．平面波在两介质交界面上的折射与反射;2．平面波在两介质交界面上的折射与反射;2．平面波在两介质交界面上的折射与反射;2．平面波在两介质交界面上的折射与反射;2．平面波在两介质交界面上的折射与反射;2．平面波在两介质交界面上的折射与反射;2．平面波在两介质交界面上的折射与反射;2．平面波在两介质交界面上的折射与反射;3．平面波的全反射;光密介质n1;3．平面波的全反射;2.2.2 阶跃型光纤的导光原理 ;1．相对折射率差;1．相对折射指数差;2．阶跃型光纤中的光射线种类;2．阶跃型光纤中的光射线种类;2．阶跃型光纤中的光射线种类;2．阶跃型光纤中的光射线种类;3．子午线的分析;3．子午线的分析;3．子午线的分析;4．数值孔径的概念;2.2.3 渐变型光纤的导光原理 ;1．渐变型光纤中的子午线;1．渐变型光纤中的子午线;2．子午线的轨迹方程;2．子午线的轨迹方程;2．子午线的轨迹方程;3．渐变型光纤的最佳折射指数分布;3．渐变型光纤的最佳折射指数分布;3．渐变型光纤的最佳折射指数分布;3．渐变型光纤的最佳折射指数分布;3．渐变型光纤的最佳折射指数分布;3．渐变型光纤的最佳折射指数分布;4．渐变型光纤的本地数值孔径 ;4．渐变型光纤的本地数值孔径 ;4．渐变型光纤的本地数值孔径 ;2.2.4 光纤导波模式的粗糙解;1. 导波形成的必要条件;1. 导波形成的必要条件;1. 导波形成的必要条件;1. 导波形成的必要条件;2. 等相面条件的化简;2. 等相面条件的化简;2. 等相面条件的化简;2. 等相面条件的化简;3. 导波模式的初步结论;2.3 用波动理论法分析光纤的导光原理 ;2.3.1 麦克斯韦方程及波动方程;1．电磁场的基本方程式;1．电磁场的基本方程式;2．电磁波的波动现象;3．简谐时变场的波动方程——亥姆霍兹方程;3．简谐时变场的波动方程——亥姆霍兹方程;2.3.2 阶跃型光纤的标量近似解法;2.3.2 阶跃型光纤的标量近似解法;1．标量近似解法;1．标量近似解法;2．标量解的场方程的推导思路;2．标量解的场方程的推导思路;3．标量解的特征方程;3．标量解的特征方程;4．阶跃型光纤标量模特性的分析 ;4．阶跃型光纤标量模特性的分析;4．阶跃型光纤标量模特性的分析;4．阶跃型光纤标量模特性的分析;4．阶跃型光纤标量模特性的分析;4．阶跃型光纤标量模特性的分析;5．阶跃光纤中的功率分布;5．阶跃光纤中的功率分布;6．阶跃光纤中导模数量的估算;2.3.3 渐变型光纤的标量近似解法;1．渐变型光纤的标量近似解;1．渐变型光纤的标量近似解;1．渐变型光纤的标量近似解;1．渐变型光纤的标量近似解;1．渐变型光纤的标量近似解;1．渐变型光纤的标量近似解;2 ．渐变型光纤中，导波相位常数β的解析表示式 ;2 ．渐变型光纤中，导波相位常数β的解析表示式;3．平方律型折射指数分布光纤的模数量 ;3．平方律型折射指数分布光纤的模数量 ;3．平方律型折射指数分布光纤的模数量 ;2.4 单模光纤;2.4.1 单模光纤的折射率分布;1．阶跃型单模光纤折射率分布形式;1．阶跃型单模光纤折射率分布形式;2．下凹型单模光纤折射率分布形式;2．下凹型单模光纤折射率分布形式;2.4.2 单模传输的理论分析;1．单模传输的条件;2．单模光纤的场方程和特征方程;3．单模光纤的特征参数;3．单模光纤的特征参数;3．单模光纤的特征参数;2.4.3 单模光纤的双折射;2.4.3 单模光纤的双折射;1．线偏振、椭圆偏振和圆偏振;1．线偏振、椭圆偏振和圆偏振;2．单模光纤的双折射;2．单模光纤的双折射;2．单模光纤的双折射;2.4.4 新型单模光纤;1．色散位移单模