光导纤维及其应用课件.pptVIP

发展历史 1880-AlexandraGrahamBell发明光束通话传输  1960-电射及光纤之发明。  1966-华裔科学家“光纤之父”高锟 预言光纤将用于通信。 1970-美国康宁公司成功研制成传输损耗只有20dm/km的光纤。 1977-首次实际安装电话光纤网路。  1978-FORT在法国首次安装其生产之光纤电。 1979-赵梓森拉制出我国自主研发的第一根实用光纤，被誉为“中国光纤之父”。 1990-区域网路及其他短距离传输应用之光纤。  2000-到屋边光纤=到桌边光纤。 2005 FTTH(Fiber To The Home)光纤直接到家庭。 光导纤维简称光纤，是光通信的传输材料，是像头发丝那样细的透明玻璃纤维制成的光缆。在玻璃纤维中传导的不是电信号，而是光信号，故称其为光导纤维。 光纤裸纤一般分为三层：中心高折射率玻璃芯（芯径一般为50或62.5μm），中 间为低折射率硅玻璃包层（直径一般为125μm），最外是加强用的树脂涂层。 * 第4章：光的折射与全反射 第3节：光导纤维及其应用 1．什么是光导纤维？ 一、光导纤维的工作原理 2．光纤结构 一、光导纤维的工作原理 一、光导纤维的工作原理 光导纤维内芯的折射率大于外层的折射率 一、光导纤维的工作原理 例1．如图所示，一透明塑料棒的折射率为n，光线由棒的一端面射入，当入射角i在一定范围内变化时，光将全部从另一端面射出。当入射角为i时，光在棒的内侧面恰好发生全反射。 例2.如图所示，一条长度为L=5.0m的光导纤维用折射率为n= 的材料制成。一细束激光由其左端的中心点以α= 45°的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出。求：⑴该激光在光导纤维中的速度v是多大？⑵该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少？ α 二、光纤通讯 光纤通信网络 单信道全光中继数字通信 光--电--光中继的数字通信 光导纤维 光导纤维的用途非常广泛．在医学上可用光导纤维窥视人体内部的情况，或把体内的病变情况用光导纤维传送出图像，供医生直接观察或拍出照片以作进一步的研究．如果把能量足够大的激光通过光导纤维传输到人体内，还可以用激光在体内作外科手术或制止内出血，如治疗胃溃疡病人的内出血等．　 用激光和光导纤维进行光纤通信，是光纤应用的一个重要方面，已取得了重大的成就．光纤通信的优点很多．第一，光纤的能量损耗低．第二，光纤是电介质，绝缘性能好，不担心被雷击，并能抗电磁干扰，可在有较强电磁干扰的环境中使用．第三，光纤体积小、质量小、易弯曲、可组成各种光缆，便于敷设和维护． 由于光纤通信有上述优点，在短短的几十年间已得到迅速发展．我国的北京、天津、南京、上海、武汉、广州、沈阳、哈尔滨等大城市间均有了光纤通信，并且通信的范围还在迅速扩大中． 内窥镜的结构 光导纤维在医学上的应用 1．光导纤维的结构如图，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是(　　　) A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射 D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用 思考与讨论 A 2．如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出． (1)求该玻璃棒的折射率． (2)若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射． 思考与讨论