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孙学康北京邮电大学第2章光导纤维
第2章光导纤维光纤的结构与分类用射线理论分析光纤的导光原理——阶跃型光纤和渐变型光纤用波动理论分析阶跃型光纤的导光原理单模光纤——单模光纤的概念和其他常用单模光纤光纤的传输特性主要内容:
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第2章光导纤维导光原理的分析方法:■射线理论——以几何光学为基础特点:直观、形象地解释导光原理性质:定性分析■波动理论——以电磁场理论为基础特点:精确的分析性质:定量分析
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用射线理论分析光纤的导光原理主要内容:—光学基础:■平面波的概念■平面波在两介质交界面上的折射与反射■全反射—阶跃型光纤中的导光原理—渐变型光纤中的导光原理
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用射线理论分析光纤的导光原理平面波的概念:平面波是指在与传播方向垂直的无限平面上,每个点的电场强度的幅度相等、相位相同;磁场强度的幅度也相等、相位也相同。或者说,这种波的等幅、等相位面是无限大的平面。
用射线理论分析光纤的导光原理◆描述平面波传输特性的三个参数:
传播速度平面波的传播速度是指在平面波的传输方向上等相位面的传播速度,也称为相速。其中k——电磁波在自由空间传播时的相位常数,也称为波数。
用射线理论分析光纤的导光原理◆描述平面波传输特性的三个参数:
相位常数相位常数是指电磁波每传播单位距离所产生的相位变化量。当平面波在介质中传播时,
用射线理论分析光纤的导光原理◆描述平面波传输特性的三个参数:
波阻抗Z定义:电场与磁场分量之比,具有阻抗的量纲,因此称其为波阻抗。自由空间波阻抗Z0:是指平面波在自由空间传播时的波阻抗。Z0=377?
用射线理论分析光纤的导光原理■平面波在两介质交界面上的折射与反射主要内容:·折射波与反射波·折射定律和反射定律·菲涅尔公式
用射线理论分析光纤的导光原理◆折射波与反射波平面波的分类:水平极化波——//介质交界面垂直极化波——//介质交界面——入射角——反射角——折射角
用射线理论分析光纤的导光原理◆折射定律和反射定律反射定律:θ1=θ意义:表示入射角与反射角之间的关系。折射定律:n1sinθ1=n2sinθ2(或sinθ2=)θ1与θ2之间的关系:结论:折射定律和反射定律描述了入射、反射和折射波三者传输方向之间的关系。
用射线理论分析光纤的导光原理◆菲涅尔公式——解释入射、反射和折射波三者功率分配之间的关系。☆概念:R反射系数=T折射系数=说明:式中与
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