光波导理论教学课件绪论

1、光波导理论绪 论1、通信历史的回顾 烽火台报警通信1880年，美国人贝尔(bell)发明了用光载波传送 话音的“光电话1960年，美国人梅曼(maiman)发明了第一台 红宝石激光器，使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。1966年，英籍华裔学者高锟(c.k.kao）和霍克哈姆(c.a.hockham)发表了关于传输介质新概念的论文，指出利用光纤(optical fiber)进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信基础 1970年，美国康宁(corning)公司研制成功损耗20db/km的石英光纤。把光纤通信的研究开发推向一个新阶段。 1973年，美国贝尔(bell) 实验室的光纤

2、损耗降低到2.5db/km 。 1974 年降低到1.1db/km 。 1976 年，日本电报电话(ntt)公司将光纤损耗降低到0.47 db/km(波长1.2m） 波长为1.55 m的光纤损耗： -1979 年：0.20 db/km -1984年：0.157 db/km -1986 年：0.154 db/km, 接近了光纤最低损耗的理论极限。绪 论 1980 年，美国标准化ft - 3光纤通信系统投入商业应用 1983年敷设了纵贯日本南北的光缆长途干线 1988年第一条横跨大西洋海底光缆通信系统tat-8建成 1989年第一条横跨太平洋海底光缆通信系统tpc-3/haw-4建成绪 论绪 论光

3、纤通信发展粗略分为三个阶段三个阶段： 第一阶段第一阶段（19661976年）： 基础研究到商业应用的开发时期 第二阶段第二阶段(19761986年): 高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期。 第三阶段第三阶段(19861996年): 超大容量超长距离为目标、全面深入开展新技术研究绪 论光通信现状：全球：光纤用量约2.36亿芯公里（2012年） ，累计用量已超过18亿芯公里 国内：光纤用量约1.16亿芯公里（2012年） ，累计用量光纤超过6亿芯公里 100gb/s系统开始商用 2011年最大传输距离达10.7tb/s 10608km、2012年单纤最大系统容量达102.

4、3tb/s 240km。 绪 论光波导的基本概念 导波光：受到约束的光波 光波导：约束光波传输的媒介 介质光波导三要素： “芯 / 包”结构 凸形折射率分布，n1n2 低传输损耗绪 论光波导的分类光波导的分类 薄膜波导（平板波导） 矩形波导（条形波导） 园柱波导（光纤） 对称与非对称波导光波导的进一步分类光波导的进一步分类l按折射率分布：均匀折射率分布光波导；渐变折射率分布光波导l按传播模式：单模光波导；多模光波导l按材料：石英、塑料与红外光波导、iii-v族材料光波导l特种光波导（光纤）：保偏(单偏振)光纤；有源光纤；晶体光纤零/非零色散位移光纤；负色散光纤；特殊涂层光纤；耐辐射光纤；发光光纤绪 论对称对称/ /非对称波导非对称波导 对称波导：芯区周围的介质折射率相同 非对称波导：芯区周围的介质折射率不同绪 论光波导技术的广阔应用领域光波导技术的广阔应用领域光波导技术有源无源器件光纤通信干线光交换接入网 aon dwdm oadm otdm fttc,b,o,h 位移、振动 温度、压力 应变、应力 电流、电压 电场、磁场 流量、浓度可以测量70 多个物理化学量 广告显示牌 激光手术刀 仪表照明 工艺装饰 电力输送