光纤通信课后第2章习题答案.pdf

穷则独善其身，达则兼善天下。——《孟子》

第2章复习思考题

参考答案

2-1用光线光学方法简述多模光纤导光原理

答：现以渐变多模光纤为例，说明多模光纤传光的原理。我们可把这种光纤看做由折射

率恒定不变的许多同轴圆柱薄层n、n和n等组成，如图（a）所示，而且nnn。

abcabc

使光线1的入射角正好等于折射率为n的a层和折射率为n的b层的交界面A点发生全

Aab



反射时临界角(ab)arcsinnn，然后到达光纤轴线上的O点。而光线2的入射角却

cbaB



小于在a层和b层交界面B点处的临界角(ab)，因此不能发生全反射，而光线2以折射角

c

折射进入b层。如果n适当且小于n，光线2就可以到达b和c界面的B点，它正好在

Bba

A点的上方（OO线的中点）。假如选择n适当且比n小，使光线2在B发生全反射，即

cb



(bc)=arcsin(n/n)。于是通过适当地选择n、n和n，就可以确保光线1和2通过O。

BCcbabc

那么，它们是否同时到达O呢？由于nn，所以光线2在b层要比光线1在a层传输得快，

ab

尽管它传输得路经比较长，也能够赶上光线1，所以几乎同时到达O点。这种渐变多模光纤

的传光原理，相当于在这种波导中有许多按一定的规律排列着的自聚焦透镜，把光线局限在

波导中传输，如图（b）所示。

图渐变（GI）多模光纤减小模间色散的原理

2-2作为信息传输波导，实用光纤有哪两种基本类型

答：作为信息传输波导，实用光纤有两种基本类型，即多模光纤和单模光纤。当光纤的

芯径很小时，光纤只允许与光纤轴线一致的光线通过，即只允许通过一个基模。只能传播一

个模式的光纤称为单模光纤。用导波理论解释单模光纤传输的条件是，当归一化波导参数（也

叫归一化芯径）V2.405时，只有一种模式，即基模LP（即零次模，N=0）通过光纤芯

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传输，这种只允许基模LP传输的光纤称为单模光纤。

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