2.5光波在光纤波导中传播.ppt

2.5光波在光纤波导中的传播;一、 光纤波导的结构及弱导性;1、光纤的分类; 按制造光纤的材料分，有： ①高纯度熔石英光纤 其特点是材料的光传输损耗低，有的波长可低到0.2dB／km，一般均小于ldB／km； ②多组分玻璃纤维 其特点是芯-皮折射率可在较大范围内变化，因而有利于制造大数值孔径的光纤，但材料损耗大，在可见光波段一般为:1dB／m;③塑料光纤 其特点是成本低，缺点是材料损耗大，温度性能较差； ④红外光纤 其特点是可透过近红外（1 ～5μm）或中红外（～10μm）的光波； ⑤液芯光纤 特点是纤芯为液体，可满足特殊需要； ⑥晶体光纤 纤芯为晶体，可用于制造各种有源和无源器件。; 波导的性质由纤芯和包层的折射率分布决定，工程上定义?为纤芯和包层间的相对折射率差 ; 光纤的弱导特性是光纤与微波圆波导之间的重要差别之一。弱导的基本含义是指很小的折射率差就能构成良好的光纤波导结构，而且为制造提供了很大的方便。 ;上式中a为纤芯的半径，n1为光纤轴线上的折射率，n2为包层折射率，α为一常数。; 二、光束在光纤波导中的传播特性;1、 阶跃光纤中光束的传播;P;??? （1）子午光线; 设光线从折射率为n0的介质通过波导端面中心点入射，进入波导后按子午光线传播。根据折射定律，; 一般情况下，n0=1（空气），则子午光线对应的最大入射角称为光纤的数值孔径 ;（2）、不同光程引发的光脉冲的弥散 ;光线经过轴向距离L所花的最长和最短时间差为 ;2、 渐变光纤中光束的传播;（1）平方律梯度光纤中的光线轨迹 ;P;fmin=1/n(0)?;（2）平方律折射率分布光纤中光线 的群迟延和最大群迟延差;可以看到，平方律分布光纤中的群迟延只有阶梯折射率分布光纤的?/2（与10式比较）。; ;光纤衰减有下列两种主要来源：吸收损耗和散射损耗。 ;（2）、散射损耗;2、光纤色散、带宽和脉冲展宽参量间的关系 ;（2）光纤的带宽 ;显然有