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光纤光缆的制作 用气相沉积法制作具有所需折射率分布的预制棒（典型预制棒长1m,直径2cm） 使用精密馈送机构将预制棒以合适的速度送入炉中加热 成缆--光缆 预制棒制作技术 －改进的化学气相沉积法（MCVD）、等离子体化学气相沉积法（PCVD）、棒外气相沉积法（OVD）和轴向气相沉积法（VAD） 光在阶跃光纤中的传播 两个概念 子午面：通过光纤中心轴的任何平面都称为子午面。 子午光线：在子午面内传播的光线则称为子午光线。 时延、最大时延差 渐变型光纤的最佳折射率分布 当渐变光纤的纤芯折射率分布为平方律型（抛物线型）或双曲正割型时，为最佳折射率分布： 平方律型折射指数分布： 双曲正割型折射指数分布： 满足上述条件的情况下，光在渐变光纤的传播轨迹可以表示为： 光纤模式 模的概念 光纤纤芯中的电场和磁场，包层中的电场和磁场均满足波动方程，但它们的解不是彼此独立的，而是满足在纤芯和包层处电场和磁场的边界条件。 所谓光纤中的模式，就是满足边界条件的电磁场波动方程的解，即电磁场的稳态分布，这种空间分布在传播过程中只有相位的变化，没有形状的变化，且始终满足边界条件，每一种这样的分布对应一种模式。 一个模式由它的传播常数 唯一决定： 在光纤中，纤芯中传播常数为 包层中传播常数为 光纤中的模式部分在纤芯中传播，部分在包层中传播，因此其传播常数 满足 模的有效折射率为 光波的传播速度为 光纤矢量模和标量模 矢量模：满足边界条件的矢量波动方程的矢量解。包括： 横电模：TEmn（Ez＝0） 横磁模：TMmn（Hz＝0） 横电磁模：混合模EHmn，HEmn（Hz和Ez哪个更强） 标量模：标量波动方程的解，可以把 近似相等的一些矢量模简并起来，用线偏振模LPmn表示。 模式的可导与截至、临界状态 每个LPmn模都有各自的归一化截止频率Vc LP01 LP11 LP02 LP21 LP31 LP12 LP03 VC 0 2.405 3.832 3.832 5.136 5.520 7.016 模式的可导、截止、临界状态 可导： VVc 临界：V=Vc 截止： VVc 模式数目计算： 阶跃光纤 渐变光纤 几个低阶模的归一化传播常数随V的变化 经计算HE11 ，归一化截止频率V=0 HE21 ,TE01 ,TM01 ，归一化截止频率V=2.405 所以要实现SMF，0V 2.405 截止波长： 当0V 2.405时，单模传输： 即 称 为归一化截止波长。 * * * 第二章 光纤 光纤通信系统的基本要求是能将任何信息无失真地从发送端传送到用户端，这首先要求作为传输媒质的光纤应具有均匀、透明的理想传输特性，任何信号均能以相同速度无损无畸变地传输。 ?但实际光纤通信系统中所用的光纤都存在损耗和色散，当信号强度较高时还存在非线性效应。 ？在实际系统中，光信号到底如何传输？其传输特性、传输能力究竟如何？——本章讨论的要点。 第二章 光纤 §2.1 光纤概述 §2.2 光纤传输原理 §2.3 光纤的传输特性 §2.4 几种常用于光纤通信系统的光纤 本章内容 光纤的构造 纤芯：高纯度SiO2+掺杂剂如GeO2等，2a：9~50μm 包层：高纯度SiO2+掺杂剂如B2O3，2b：125 μm 涂覆层：环氧树脂、硅橡胶和尼龙 纤芯和包层都用石英作为基本材料，折射率差通过在纤芯和包层进行不同的掺杂来实现。 纤芯掺入Ge和P ?折射率? 包层掺入B ?折射率? 玻璃光纤有很高的抗张强度，非常坚韧，光纤与同样粗细的不锈钢金属丝具有相同的强度，与铜线比，光纤和两倍于其粗细的铜线具有相同的拉伸强度。因此要求玻璃的纯度必须相当高。芯和包层在其表面应尽可能没有细微的裂纹，在内部应尽可能没有瑕疵，否则，光纤受力时，就会在任何一个缺陷处断裂。 §2.1 光纤概述 光纤的分类 工作波长：短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤。 短波长光纤是指0.8～0.9μm的光纤；长波长光纤是指1.0～1.7μm的光纤；而超长波长光纤则是指2μm以上的光纤。 折射率：阶跃型、渐变型和其它型（如三角型、W型、凹陷型） 传输模式：单模（ SM