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阶跃型光纤（SIF） 纤芯折射率呈均匀分布。 渐变型光纤（GIF） 纤芯折射率呈非均匀分布，在轴心处最大，而在光纤横截面内沿半径方向逐渐减小，在纤芯与包层的界面上降至包层折射率n2。 W型光纤（双包层光纤） 在纤芯与包层之间设有一折射率低于包层的缓冲层，使包层折射率介于纤芯和缓冲层之间。 6.2.2 光纤的导光原理 分析光纤的导光原理，一般可采用两种方法：一种是波动理论法，另一是射线法。 波动理论法是根据电磁场理论，分析其传输特性。 光可用一条表示光的传播方向的几何线来表示，这条几何线就称为光射线。用光射线来研究光波传输特性的方法，称为射线法。 1．光的反射和折射 当光射线射到两种介质交界面时，将发生反射和折射。 n1＞n2 n1 n2 θ1 θ2 θ3 入射 折射 反射 光的全反射 当光从光密物质（折射率大的物质）入射进光疏物质（折射率小的物质）时。 当入射角大于临界角。 光线在阶跃型光纤中的传播示意图 结论： 1、阶跃型光纤就是利用光波的全反射原理 2、光波在纤芯中以“之”字形向前传播。 2．阶跃型光纤的传输原理 数值孔径 表示光纤的捕捉光线能力的大小。 NA是表示光纤特性的重要数，它反映光纤与光源等元件耦合时的耦合效率。若纤芯和包层的相对折射率差越大，NA值就越大，即光纤的集光能力就越强。 θ 接收锥 n14 n13 n12 n11 n11 n12 n13 n14 结论： 渐变型光纤纤芯折射率呈连续变化 利用光的反射和折射 光线在其中以一条近似于正弦型的曲线向前传播 3．渐变型光纤的传输原理 6.2.3 单模传输条件 单模光纤是在给定的工作波长上，只传输单一模式的光纤。 单模光纤需要满足什么条件？ 1．归一化频率V 归一化频率是为表征光纤中所能传播的模式数目多少而引入的一个特征参数。其方程为： 其中，α——是光纤的纤芯半径； λ——是光纤的工作波长； n1和n2 ——分别是光纤的纤芯和包层折射率； k0 ——真空中的波数； Δ——光纤的相对折射率差。 单模传输条件：0＜V＜2.405 6.2.4 光纤的传输特性 光纤的传输特性指的是光信号在光纤中传输所表现出来的特性，主要包括损耗特性和色散特性。 1．光纤的损耗特性 定义 光信号在光纤内传播，随着距离的增大，能量会越来越弱，其中一部分能量在光纤内部被吸收，一部分可能突破光纤纤芯的束缚，辐射到了光纤外部，这叫做光纤的传输损耗（或传输衰减）。 损耗系数 (单位：dB/km) Pi和Po分别为入射光功率和出射光功率（mW或W） 损耗系数是光纤传输系统中限制光信号中继传输距离的重要因素之一。 光纤损耗大致可以分为吸收损耗、散射损耗和其他损耗。 光纤的传输损耗影响光信号的中继距离。 光纤损耗可以分为吸收损耗、散射损耗和其他损耗。 为什么光纤的工作窗口选择0.85μm、1.31μm、1.55μm？ 归纳思考 2.光纤的色散特性 光纤的色散是在光纤中传输的光信号，随传输距离增加，由于不同成分的光传输时延不同引起的脉冲展宽的物理效应。 模式色散 模式色散是指即使同一波长的光，若其模式不同，则传播速率也不同，从而引起色散，又称为模间色散，只存在于多模光纤中。 色度色散 光源的光谱中不同波长成分的光在传输过程中发生群延时，引起光脉冲展宽，主要包括材料色散和波导色散。 偏振模色散 偏振模色散是由于光信号传输会产生两个方向的偏振模，当光纤在光信号传输的两个方向上的折射率不同而产生的色散叫做偏振模色散。 色散主要包括模式色散、色度色散和偏振模色散三种。 正常色散：介质的折射率n随着波长的增加而减小。 反常色散：介质的折射率n随着波长的增加而增加。 归纳思考 6.2.5 光缆 光缆的基本结构一般由缆芯、加强构件、填充物和护层等几部分构成，除了这些基本结构之外，根据实际需要还要有防水层、缓冲层、绝缘金属导线等构件。 （1）缆芯 为了进一步保护光缆，增加光纤的强度，一般将带有涂敷层的光纤再套上一层塑料层，通常称为套塑。将套塑后且满足机械强度要求的单根或者多根光纤芯线 以不同的形式组合起来，就形成了缆芯。 光缆缆芯的基本结构大体上有层绞式、骨架式、束管式和带状式四种。 （2）加强构件 加强构件的作用事增加光缆的抗拉强度，提高光缆的机械性能。一般光缆的加强构件采用镀锌钢丝、钢丝绳、不锈钢或者高强度塑料加强构件等。一般加强构件位于光缆的中心，也有位于护层的，叫做护层加强构件。 （3）护层结构 护层的主要作用是保护缆芯，提高机械性能和防护性能。不同的护层结构适合不同的敷设条件。 光缆的护层分为外护层和护套两部分，护套用来防止钢带、加强构件等金属构件损伤光纤；外护层进一步增强光缆的保护作用。 （4）填充结构 填充结构用来提高光缆的防潮性能，