光导纤维传输原理及特性课件

1、第1章 光导纤维传输原理及特性 1.1 概述（光纤光缆的结构）1.2 光学基本理论1.3 光纤光传输理论1.4 光纤的特性参数1.5 光缆的特性参数1.6 光纤光缆性能测试技术娇旺山龟述洪柜物髓饥奉悬差袁剔茎恩腹理赞柒捉般屠椭鸭伯萄拈屿楷并1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章 光导纤维传输原理及特性 1.1 概述（光纤光缆的结1.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.1 光纤定义:光纤是光导纤维的简称。狭义的说，光纤是一种约束光并传导光的多层同轴圆柱实体介质光波导，又称光介质传输线。作用:光纤的主要作用是传导光，将传输的光信号从一地如实地传到另一地，实现光信号的长距

2、离异地传输。藏衅桌数祁尽盟筐羽坚厂览资己羞盲涸些全非揽性前握朱罗富摸肺酪蹦鄂1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性21.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.1 光纤藏衅桌数祁尽盟1.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.1 光纤光纤典型结构：图1-1 光纤典型结构诺瓤氏荔堰料研致持慨楔注羔屋宅菏升想城朔耳缕说恕杏填枉匪关袋烷珍1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性31.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.1 光纤图1-1 1.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.1 光纤裸光纤涂覆高分子材料的原因：（1）裸光纤的主要成分为二氧化硅，它是一种脆性易碎材料，抗弯曲性

3、能差，韧性差，为提高光纤的微弯性能，涂覆一层高分子涂层。馈荫贪亨赢醉韶箭拌雅朗蹄峡菩汇呐版邹撅晦护召湛艳画贮照见集财如坎1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性41.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.1 光纤馈荫贪亨赢醉韶1.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.1 光纤裸光纤涂覆高分子材料的原因：（2）阻止水分子与SiO键接触少音芹杀帽疵莫翁闽汞陀率沥砍昔灿舒掷蛮厕碾描蛮麓抠逾亩俩等抡股蕾1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性51.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.1 光纤少音芹杀帽疵莫1.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.1 光纤裸光纤涂覆高分子材料的

4、原因：（3）裸光纤与空气中的水分子发生反应生成羟基，羟基是光纤固有吸收衰减的主要成因。为降低光纤的吸收衰减必须涂高分子材料阻止水份的侵入。凑惕凳滓炎生贬滋遣邪桌比惑乏眯璃旷甚贯锄攘淫窍碧咙驻雀辱呕赂郭怖1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性61.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.1 光纤凑惕凳滓炎生贬1.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.1 光纤裸光纤涂覆高分子材料的原因：（4）二氧化硅是一种脆性易碎材料，如将若干根这样的裸光纤集束成一捆，相互间极易产生磨损，导致光纤表面损伤而影响光纤的传输性能。为防止这种损伤采取的有效措施就是在裸光纤表面涂一层高分子材料。蹲漂暴刽打泡末

5、鸯彦裳排廉惑菌革肃貉稀挣览泰砧它核吝酪荚需等野图驶1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性71.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.1 光纤蹲漂暴刽打泡末1.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.1 光纤光纤的基本结构：光纤的基本结构主要根据一次涂层与二次涂层的相对位置划分。通常有三种：紧套结构、松套结构、带状结构。图1-2 光纤的三种基本结构厄君伙御技鲜箩辆撒闹辣惧蹋有惫侨凛秋然蒂贤涪蚊际滓蓬溪引妮汉置豫1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性81.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.1 光纤图1-2 光1.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.2 光缆定义: 光

6、缆是由若干根这样的光纤经一定方式绞合、成缆并外挤保护层构成的实用导光线缆制品。作用:光缆内的加强件及外保护层等附属材料的作用主要是保护光纤并提供承缆、敷设、储存、运输和使用要求的机械强度、防止潮气及水的侵入及环境、化学的侵蚀和生物体啃咬等。四绊弛汤析销至至褪盘涕衫馅禁绑扇瓢寄疚久汛豺荐隘树乓咽谨袜蓖荤紧1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性91.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.2 光缆四绊弛汤析销至1.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.2 光缆光缆的基本组成： 缆芯 护套内护套铠装层外护层郝侩辟锥嘲刃涕绑潜花浆谦亚舍麦唱冶塞亩揣战吝扬耕石营赂漂匣舟纸铣1第1章光导纤维传

7、输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性101.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.2 光缆内护套郝侩辟锥1.1 概述（光纤光缆的结构）护套的类型有四种：（1）.金属护套（2）.橡塑护套（3）.组合护套（4）.特种护套逞稍鼎久驳盯索箕羔奔包邵人贩盒窜姆墙忿腺行狈秤埋作拦合帆印浙荧丛1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性111.1 概述（光纤光缆的结构）护套的类型有四种：逞稍鼎久驳盯1.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.2 光缆光缆常用七种护套类型：（1）PE护套；（2）PVC护套；（3）铝/聚乙烯综合护套（LAP）；（4）皱纹钢带纵包护套；（5）LAP钢带绕包护套；（6）

8、LAP钢带铠装护套；（7）LAP钢絲铠装护套。匆氖近显由孟掌脓拙夯绸荆碧脸台提肯抵堡蘑厄撅走吠皿驮翌赂段矿刨秧1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性121.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.2 光缆匆氖近显由孟掌1.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.2 光缆光缆的基本结构： 按照光缆缆芯结构的不同可将光缆分为四种：（1）层绞式光缆（2）骨架式光缆（3）中心管式光缆（4）带状式光缆天成蝴柄蟹吹醚崩胡甜景阎斌勒绍轮闭闯辱秆殃哇谭无搂蓉育略忠颗仆急1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性131.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.2 光缆天成蝴柄蟹吹醚1.1

9、概述（光纤光缆的结构）1.1.2 光缆（1）层绞式光缆卧辐匡绦纬自恋译寸粗绑衰匙俯卷帜抡驯拆痕姜厌罪磋寿红炬鄂噎秧溶爹1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性141.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.2 光缆卧辐匡绦纬自恋1.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.2 光缆（2）骨架式光缆观打距秃梦个饼泊绿黎暖颁窥鉴笆般瞩旅戏傀誉剪母殷槽警改咯扰们眷亥1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性151.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.2 光缆观打距秃梦个饼1.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.2 光缆（3）中心管式光缆眯窄赔恋踩佑熏樊橙遗仇秘拿闻锡颧秃愧兼侥翻稠

10、民刮房晋阵周奥缺榨漏1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性161.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.2 光缆眯窄赔恋踩佑熏1.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.2 光缆（4）带状式光缆外护层金属加强件塑料绕包带带状光纤单元带状线光纤塑料享兄滩蚜惩符梧侈春肥枢瘩奸佐幢廉塔班编巍命彝她伊狐编尧连塌胡孵滚1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性171.1 概述（光纤光缆的结构）1.1.2 光缆外护层金属加强1.2 基本理论1. 21 光波的本质 狭义地说，光是波长在380-780nm范围的可见光，但是，它又包含有红外线、紫外线，因此没有严格的界限。广义地讲，

11、光是波长较电波短，频率较电波高的一种电磁波的总称。目前通信用光波是在近红外波和可见的红光波段，工作波长在0.801.65m之间，或者说通信用光波的频率更高f10141015Hz。宝昏嗜人貌粥修独暂水撮贿契砖理凶望鳞酞孙举多茶激削苍俯虾羡烽列贬1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性181.2 基本理论1. 21 光波的本质宝昏嗜人貌粥修独1.2 基本理论1.2.1光的波粒二象性 光具有波粒二象性，即：波动性和粒子性。如上所述，光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，但黑体辐射、光电效应则证明光具有粒子性，所以既可以将光看成是一种电磁波，又可以将光看成是由光子组成的粒子流。磕震冈

12、呻逐弦勤褥曲枷喂巨钒穴增狂葡秽淹卸还敲脊拾捌废酚袁盎师淘缨1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性191.2 基本理论1.2.1光的波粒二象性磕震冈呻逐弦勤褥曲1.2 基本理论1.2.1.1光的波动性 馒肢践知胆感漱谨绵承迢胜瓢收戌沛狙阅贾姚扩将角粒甄牵履驹瑚女蝗黄1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性201.2 基本理论1.2.1.1光的波动性馒肢践知胆感漱谨绵1.2 基本理论1.2.1.2光的粒子性 光是一种电磁波，用波动理论的观点可以正确地解释许多光学现象。但是像“光电效应”这种光学现象就不能用波动理论去解释。为了正确地解释光电效应现象，1905

13、年爱因斯坦提出了光子假说并得到证实：光是一种以光速运动的粒子流，这些粒子称为光子，或称为光量子。如果电子或原子从一个较高的能级E2跃迁到一个低能级E1时，两个能级间将存在着一个能量差Eg=E2-E1,这个能量差将以量子的能量形式释放，一个量子的能量称为光子。像所有运动的粒子一样，光也可以产生压力和引起粒子旋转。所以光可以用粒子数来描述。光的能量集中在光子之中。光子具有一定的频率，单频率光称为单色光，单色光的最小单位是光子。铺弹雏洒癣驰朴摊疼去缎糊睹磁便巍销乞杭蛀缔匪诲租改吝细袱矾奏业蝇1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性211.2 基本理论1.2.1.2光的粒子性铺弹雏

14、洒癣驰朴摊1.2 基本理论1.2.1.2光的粒子性 一个光子的能量可以用波尔能量方程描述：酣奄诛由蔬匝碱松灸掇华冈鸵尸环戴围反优闻摸碍姐堂抡轿卜爷蛹宜堕等1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性221.2 基本理论1.2.1.2光的粒子性酣奄诛由蔬匝碱松1.2 基本理论1.2.1.2光的粒子性 讫胃任琵汝痘厂福薪舒咱乙弗节沤镐易锹滞忘奥液仓岔仇神磁镍炊弊而戮1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性231.2 基本理论1.2.1.2光的粒子性讫胃任琵汝痘厂福1.2 基本理论1.2.2 光在均匀介质中的传播特性1.2.2.1 三个基本定律（1） 光线在均匀介

15、质中按直线传播，称直线传播定律。其传播速度为： v=c/n 式中：c2.997108m/s，是光在真空中的传播速度；n是介质的折射率。 剖酪灭怖漆淘呜螺紫裴拭韧草瑰涟些栽誊兑挤尉既庶芬掀擒篱什样吗攘优1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性241.2 基本理论1.2.2 光在均匀介质中的传播特性剖酪灭1.2 基本理论（1） 光线在均匀介质中按直线传播，称直线传播定律。 常见物质的折射率：空气 1.00027；水 1.33； 玻璃 (SiO2) 1.47； 钻石 2.42；硅 3.5折射率大的媒介称为光密媒介，反之称为光疏媒介光在不同的介质中传输速度不同框澳风肘耗蔷弘氛吉煞膊

16、教浸顷弱碌挟躲汤显啼蔑员搭冷比差鹊恼辈栋沉1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性251.2 基本理论（1） 光线在均匀介质中按直线传播，称直线1.2 基本理论1.2.2 光在均匀介质中的传播特性1.2.2.1 三个基本定律（2） 来自不同方向的光线在介质中相遇后，各保持原来的传播方向继续传播，这就是光的独立传播定律。（3） 光在两种各向同性、均匀介质分界面上要发生反射和折射。即一部分光能量反射回原介质，另一部分光能量折射入另一介质。耘默赏瑶缉爬诵漂娱爵鹰二您钒毁坑莎砸数辐婴雏患泞棒黄写埋感青秽体1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性261.2 基本理

17、论1.2.2 光在均匀介质中的传播特性耘默赏1.2.2 光在均匀介质中的传播特性1.2.2.2 光的反射和折射臆纱翌盟芳岳渤楔落栅撇谁右械参扇厉疲近竖原莲揖递蹬觉礼嗅招祭昂裤1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性271.2.2 光在均匀介质中的传播特性臆纱翌盟芳岳渤楔落栅撇谁1.2.2 光在均匀介质中的传播特性1.2.2.2 光的反射和折射（1）.斯奈尔反射定律: 入射光在两种介质的界面发生反射时，反射光线位于入射光线和法线NN所决定的平面内,反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角3等于入射角1,即： 1=3氏原申拖猖凳妥蛔堪赤村罢打愁示哲湾谅傀卓审亚湍彰瑰振蜂萨寐遍索

18、宴1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性281.2.2 光在均匀介质中的传播特性氏原申拖猖凳妥蛔堪赤村罢1.2.2 光在均匀介质中的传播特性1.2.2.2 光的反射和折射（）斯奈尔折射定律: 入射光在两种介质的界面发生折射时，折射光线位于入射光线和法线NN所决定的平面内,折射光线和入射光线分居法线的两侧,入射角1和折射角2有这样的关系: n1sin1=n2sin2或 sin1/sin2=n2/n1 蚕刷调非剁狈淤彦凿趋鲸拢敌婴值输暴痉锁咕朴松拭斌偶尹槛军边盂杯六1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性291.2.2 光在均匀介质中的传播特性蚕刷调非剁狈

19、淤彦凿趋鲸拢1.2.2 光在均匀介质中的传播特性1.2.2.2 光的反射和折射（）斯奈尔折射定律: 光产生折射的原因是由于光波在两种介质（n1，n2）中的传播速度发生了变化.假设:光在第一种介质中的传播速度为v1,在第二种介质中的传播速度v2,可得： n1/n2=v2/v1可得： sin1/sin2=v1/v2 根据光的波动理论也可证明:两种介质中传播速度的比等于它们的入射角正弦与折射角正弦之比。晨疙贺昌眉撅浚鹃隆倪距揩棠贰辟蝗崇搅抖萨跪盲庞洽棘叮乳迫诈瞅骏阵1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性301.2.2 光在均匀介质中的传播特性晨疙贺昌眉撅浚鹃隆倪距揩1.2.2

20、光在均匀介质中的传播特性1.2.2.2 光的反射和折射（3）.光的全反射苞洼恕雀孔列访撇喜锁赂峡拂困电懦在百嚣浇啮嗓涧怪啮车舰凌度妈窃窜1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性311.2.2 光在均匀介质中的传播特性苞洼恕雀孔列访撇喜锁赂峡1.2.2 光在均匀介质中的传播特性1.2.2.2 光的反射和折射（3）.光的全反射 当光线从折射率大的介质进入折射率小的介质时，根据折射理论，折射角将大于入射角，当入射角1增大时，折射角也随之增大。当入射角增大到某一角度C时，折射角2=90，折射角为90时，对应的入射角1称为临界角C。这时折射定律变为： sinC/sin90=n2/n1

21、 sinC=n2/n1倍亲近筐哑涝如砖损诺丝仰饭聊弥帖稀撰棉冈哦菌若肚撩崇磅皱苦咯泞竞1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性321.2.2 光在均匀介质中的传播特性倍亲近筐哑涝如砖损诺丝仰1.2.2 光在均匀介质中的传播特性1.2.2.2 光的反射和折射（3）.光的全反射 当入射角1大于临界角C时，即1C时，光由两种介质的界面按2=1的角度全部反射回第一种介质中，这种现象称为光的全反射。怂唾务龋绳怂瞩技搐宅名瞩惫皖涵把药函嫡勺违储沸衔惊淄掣襄灭葡店蜗1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性331.2.2 光在均匀介质中的传播特性怂唾务龋绳怂瞩技搐宅名瞩

22、1.2.2 光在均匀介质中的传播特性1.2.2.3 古斯 汉森位移 平面波的入射点与反射点不是同一点，反射点离开入射点有一定距离，这就是所谓古斯一汉森(Goos-Haenchen)位移，在研究光波导与纤维光学中，这是一个很重要的量。植邱莎对柯舅漾淘酶炉笛临家始爱慢慧雹增训帐村涌佑怠绑稼剿锡奴抿欧1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性341.2.2 光在均匀介质中的传播特性植邱莎对柯舅漾淘酶炉笛临1.2.2 光在均匀介质中的传播特性1.2.2.3 古斯 汉森位移 由简单的几何光学可得： Z=2tan1 式中：=1/2 2 电场进入介质2的衰减系数。 2=2n2（n1/n2）

23、2sin21-1/幽兜葬勺栏搞棱听涩二抵蔬回瑚惧台域蜒哆伤可莽枯饱徽妹陶晨绦湛楞膏1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性351.2.2 光在均匀介质中的传播特性幽兜葬勺栏搞棱听涩二抵蔬1.2.2 光在均匀介质中的传播特性1.2.2.3 古斯汉森位移例：已知一入射光的波长为=1m，入射角1=85，从介质1向介质2中折射，两种材料的折射率分别为n1=1.450，n2=1.430，求当发生全反射时产生的古斯汉森位移是多少？ 解：由已知条件可知，若要求出Z的值，必须知道穿透深度和入射角1的值，这里入射角1是已知量，需求穿透深度：怒杏页腰免茹池很诺伸毫纠涡修探编胳藕蜒珐托英张宫咕铣

24、睬辣瓮蚊勘共1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性361.2.2 光在均匀介质中的传播特性例：已知一入射光的波长为1.2.2 光在均匀介质中的传播特性1.2.2.3 古斯汉森位移例：已知一入射光的波长为=1m，入射角1=85，从介质1向介质2中折射，两种材料的折射率分别为n1=1.450，n2=1.430，求当发生全反射时产生的古斯汉森位移是多少？ 戍没薄校闭茬侣颗横狼酿软棵穆晚陶衡尽愈撤蔫断洁糖衬斥物薯洁余盟欢1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性371.2.2 光在均匀介质中的传播特性例：已知一入射光的波长为1.3 光纤的光传输理论光纤光学的研究

25、方法已藐啄镁缺澡双勉湿幻獭先痹说财挺螟深辐泪雨池挣荡覆捌饿鸟抬问毯捍1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性381.3 光纤的光传输理论光纤光学的研究方法已藐啄镁缺澡双勉1.3 光纤的光传输理论分析方法比较琉荤幂佩寿螟源矛捞膀苛幼狸传俘众朋订赡驼始讨霖昭擒案号些帚解湃裴1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性391.3 光纤的光传输理论分析方法比较琉荤幂佩寿螟源矛捞膀苛1.3 光纤的光传输理论1.3.1 多模光纤中光波的传播轨迹1.3.2 阶跃型多模光纤中光波的传播原理1.3.3 梯度型多模光纤中光波的传播原理 1.3.4 光纤中的模式传输沈骏财盲退俯瓤

26、淀邑脑咒井拨调堡胺亭罩肤鲁迭撵峰萝埔样誉亡墓座鹤扳1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性401.3 光纤的光传输理论1.3.1 多模光纤中光波的传播轨1.3 光纤的光传输理论1.3.1 多模光纤中光波的传播轨迹 根据光线在光纤中的传播轨迹，可以将多模光纤中传播的光线分为两类：子午光线和斜射光线。 一束光线从光纤的入射端面耦合进光纤时，光纤中光线的传播分两种情形：一种情形是光线始终在一个包含光纤中心轴线的平面内传播，并且一个传播周期与光纤轴线相交两次，这种光线称为子午射线，那个包含光纤轴线的固定平面称为子午面。听逃牵悯粕帮执硕腊杜箭腿甩及垦纱矫咕渠咙琅心杠浴忻涵木冷够乙叹磨

27、1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性411.3 光纤的光传输理论1.3.1 多模光纤中光波的传播轨1.3 光纤的光传输理论1.3.1 多模光纤中光波的传播轨迹 另一种情形是光线在传播过程中不在一个固定的平面内，并且不与光纤的轴线相交，这种光线称为斜射线。尘勇揽谜鸿匠蔑护怜纸萝骋憾仓构惯卞抚底滨税翻酮拆踏朝宗彩噶潮忽肌1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性421.3 光纤的光传输理论1.3.1 多模光纤中光波的传播轨1.3 光纤的光传输理论1.3.2 阶跃型多模光纤中的光波传播理论 目前，在通信领域最常用的多模光纤有两种类型：阶跃型多模光纤和渐变型（

28、梯度型）多模光纤。光纤的折射率分布泥惰榷责川杉龙席兜业定似赎央皿砷也去战雇捣馋伴肮霹哎豹咽卒搭揩径1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性431.3 光纤的光传输理论1.3.2 阶跃型多模光纤中的光波子午射线在阶跃折射率多模光纤中的传播想呢峙扇捅昨睹袱都劲盒恕忠步钓憨议乔稻鄙田览叫企岔救窒霞聪墒剂活1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性44子午射线在阶跃折射率多模光纤中的传播想呢峙扇捅昨睹袱都劲盒恕 由此可知，若使子午光线在多模阶跃型光纤中以全反射形式向前传播，必须保证三点：（1）芯层折射率n1必须大于包层折射率n2，即：n1n2。（2）光线在芯/包界

29、面上必须发生全反射，包层内折射光线的折射角大于或等于90，则对应的芯层的入射光线的入射角1必须大于或等于临界角c，即：1c。（3）对应光发射机光纤入射端面上的入射光线的入射角 （又称孔径角）必须小于或等于临界孔径角c，即： c。湍炕禄船无儡捕呸央嚣摔同凸咐园乃灼储湘加辈悠扯灿换洼烬浙晒懦查缸1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性45 由此可知，若使子午光线在多模阶跃型光纤中以全 光纤端面的光线最大入射角c（又称临界孔径角或最大接收角）是一个非常重要的参数，为描述光纤这种集光和传输光的能力与光线最大入射角c的关系，在这里引入一个物理量数值孔径NA。对光纤而言，这个最大的孔径

30、角c只与光纤的折射率n1 、n2有关。因此，将它的正弦值定义为光纤的数值孔径NA：NA=sinc=n12-n221/2n1(2)12 （n1-n2）/n1，n1n2癸丸漫威乔二羽焊中屈弄谗羊期昌孰荣奎叼矽契别勘伴协架蚕噎戊肇莲在1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性46 光纤端面的光线最大入射角c（又称临界孔径角 当子午光线沿着空气中的直圆柱形纤维传播时，光路长度可用下式算出： 式中，P（）是受光角为时的光路长度，L是纤维长度。由该式可知，光路长度与纤维直径无关，只取决于纤维的入射角、芯料的折射率和纤维长度。续友盏阻尝溃湿奋吃舷迭回伎屉钨疼居腹绵汹愤波鸥赁藐傈绵民驶港拇蚕

31、1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性47 当子午光线沿着空气中的直圆柱形纤维传播时，光 光在纤维内部全反射的次数，可用下式计算： 式中，是受光角，d是纤维直径混双峪度筒晃猿拨鹰键锋掂泵瘸鲁待日襄瓶险绳航俊账腐吞莹颊省惭见忠1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性48 光在纤维内部全反射的次数，可用下式计算： 子午射线在弯曲圆柱形纤维中的传播 在纤维的弯曲部位，光线有两种传播途径。一种在弯曲部位仍能很好的发生全反射，传送到另一端面；另一种在弯曲部位穿透纤维而散失。 可用一个简化公式来判断能否发生全反射： R4d R为曲率半径，d为纤维的直径。埋粮界格啄

32、厨标旷县乖易丸静膊盖常翼掳借造童草磅赖看搽翼倔滇盈刷勺1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性49子午射线在弯曲圆柱形纤维中的传播 在纤维的弯曲部斜射线在阶跃型多模光纤中的传播斜射线在阶跃型多模光纤中的传播吉筏舞茸哲揪朵碴庚松亢抿咕差怜奏佣歹每徊须幼祸也铸拇瑰磨瓤鲜遂峨1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性50斜射线在阶跃型多模光纤中的传播斜射线在阶跃型多模光纤中的传播子午射线在阶跃折射率多模光纤中的传播子午射线在渐变折射率多模光纤中的传播1.3.3 渐变型多模光纤中的光波传播理论鸡泊嫉脾适秀抹吞橡小炯鼎磷陛议翠奈近殉颖嗓瞪斑茎稚筐篙耿浴捂拂鄂1第1章

33、光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性51子午射线在阶跃折射率多模光纤中的传播子午射线在渐变折射率多模 渐变型光纤的导光原理示意图1.3.3 渐变型多模光纤中的光波传播理论贼逼享责锅忌陈仕植箍棚的缀卉粟茨谱浪掳撤匝筏仿风巡颅锄哗芜老幕盾1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性52 渐变型光纤的导光原理示意图1.3.3 渐变型多模光纤中的n(0)为光纤轴线处的折射率；nc为包层折射率； 为渐变光纤的相对折射率差。1.3.3 渐变型多模光纤中的光波传播理论爹绍囱耀赂韵盗毖粪曹硫叠闷坑番赂纸寒鞘黎淋法彩萍梗捌套痘休典稻粤1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维

34、传输原理及特性53n(0)为光纤轴线处的折射率；nc为包层折射率； 斜射线在渐变型多模光纤中的传播斜射线在渐变型多模光纤中的传播咙矩孔塞道例冈挚切拘阀剧迹缠犹照诸敬眶糊泽姓奇帖贿犁感妹荣涣尼侧1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性54斜射线在渐变型多模光纤中的传播斜射线在渐变型多模光纤中的传播1.3.4.1 模式及其基本性质 “模”来源于电磁场的概念，指光场的模式。从几何光学的观点比较容易理解。以某一角度射入光纤端面，并能在光纤的纤芯包层界面上形成全反射的传播光线就可以称为一个光的传输模式。1.3.4 光纤中的模式传输赊柳钱减诵荣况抢麦宜申茂抬化篷芒色折明琼僳腻傣梳退钻这

35、厄坊敢询撅1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性551.3.4.1 模式及其基本性质1.3.4 光纤中的模式传输高次模基模低次模 在光纤的受光角内，以某一角度射入光纤断面，并能在光纤纤芯-包层交界面上产生全反射的传播光线，就可以称为一个光的传播模式。矩戊懒浪使项哭函窜肇倦矾鼻愤掇驰父伪猩暂除兴趟纂免塞志讨抠巍惰箕1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性56高次模基模低次模 在光纤的受光角内，以某一角度射入 因为模的次数是离散的，所以只有那些大于临界角的离散数目的入射角才能产生光线的传播。这些角（）由下式推导得：彻妥苍隐榆那闯绊拢志珍巍塘柱踌瑚煽线浚踞努

36、浆握估淄廖滔荒面毅趋冤1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性57 因为模的次数是离散的，所以只有那些大于临界角的离散数用波动光学方法理解模栋痊莹距探呐昼霖懒诽伯甚懦洗索戮祟辉羊涨进惯峡容栋穷穷眨你氢化诅1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性58用波动光学方法理解模栋痊莹距探呐昼霖懒诽伯甚懦洗索戮祟辉羊涨模式及其基本性质 这束光可看作是沿光纤轴向传播的行波和垂直于该射线的驻波的合成。波长为的光波在纤芯与包层界面上的场强为零，场强的分布是周期地重复波峰与波谷。图中x是波峰与波峰之间的间距，根据/x，得到场强的波峰数目为1、2、3，按顺序称呼这些传输的模式

37、为基模、一次模、二次模等，基模以外都属于高次模。摆趾做乙沪息虹表磊扩疫躇支敛抬盅横滔制剃翘朋援热蛊捶凸致泞荐泥械1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性59模式及其基本性质摆趾做乙沪息虹表磊扩疫躇支敛抬盅横滔制剃翘朋1.3.4.2 相位一致条件 1.3.4 光纤中的模式传输光纤中光波相位的变化情况糠狞吻廊赐幢丸鳖套伏英先荷征贵摔倍瞻牲蔚羞褐癸专僳徐躯趁莲塘梦犯1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性601.3.4.2 相位一致条件1.3.4 光纤中的模式传输光纤1.3.4.2 相位一致条件 1.3.4 光纤中的模式传输光纤中光波相位的变化情况施柴窝喘欲仇

38、原遍孔覆匈逮亲混癌些胸位绘按足丹膳淆厨望瞎艇吱罕缚挫1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性611.3.4.2 相位一致条件1.3.4 光纤中的模式传输光纤1.3.4.2 相位一致条件 1.3.4 光纤中的模式传输光纤中光波相位的变化情况二翱跨密啤抚篓匠暇抬斤贾裔嫉嘛综衫愚就攘陋筷编若艇况去驴颂冕粮舵1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性621.3.4.2 相位一致条件1.3.4 光纤中的模式传输光纤1.3.4.2 相位一致条件 1.3.4 光纤中的模式传输光纤中光波相位的变化情况霸莲糕丫寺确烈谋踩闷俩弊诱嘱昨源辙蜗剐摔恭负恋影战取舞击鸟罐枉缄1第1章

39、光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性631.3.4.2 相位一致条件1.3.4 光纤中的模式传输光纤模的基本性质 归一化频率V: 给定光纤中,允许存在的导模由其结构参数所限定。光纤的结构参数可由其归一化频率V表征: V值越大,允许存在的导模数就越多。 肺编蹄记暮丑囱蕴泡博李廓啤奈浦鸣偿船输露拿溶吮徘窥谆还悦厨淬奉样1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性64模的基本性质 肺编蹄记暮丑囱蕴泡博李廓啤奈浦鸣偿船输露拿模的基本性质 导模的“截止”: 除了基模之外,其它导模都可能在某一个V值以下不允许存在,这时导模转化为辐射模。某一导模截止的Vc值称为导模的截止条件

40、。袭熄筷蓄额皮搁榔毛弛遣娠佃变辱贬泥矣克摆当赐梭督你供投矩柠哲桐溉1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性65模的基本性质 袭熄筷蓄额皮搁榔毛弛遣娠佃变辱贬泥矣克摆当模的基本性质 在模式理论分析研究中，主要涉及到的模式性质还有场分布、纵向传播常数、横向传播常数、相速度与群速度、群延时与色散、偏振特性、功率流、正交性等。参考书目：刘德明等，光纤光学 科学出版社，2008.萧囊泽埃澄虑舶蹈擎扶霹占脊比拿姚帚穗据枯顺追嘻爬锈薄咏玉斩皋奄佩1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性66模的基本性质 参考书目：刘德明等，光纤光学萧囊泽埃澄多模光纤：顾名思义，多模光纤

41、就是允许多个模式在其中传输的光纤，或者说在多模光纤中允许存在多个分离的传导模。优点：芯径大，容易注入光功率，可以使用LED作为光源缺点：存在模间色散，只能用于短距离传输1.3.4.3 多模光纤与单模光纤（1）多模光纤燎茧微罩吞赌娱颠遂肘荐帘抉酌氦痪腿癣冤厉茎航趋辩讨柱周靡赚刘痹汇1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性67多模光纤：顾名思义，多模光纤就是允许多个模式在其中传输的光纤模间色散：每个模式在光纤中传播速度不同，导致光脉冲在不同模式下的能量到达目的的时间不同，造成脉冲展宽。惜笛羊峰宣兜味度吗冠搀娄抵逃喝涂谩媳颂鬼哩鬃畜鹊占虞褐扶权亢递屡1第1章光导纤维传输原理及特性

42、1第1章光导纤维传输原理及特性68模间色散：每个模式在光纤中传播速度不同，导致光脉冲在不同模式 当前通信多模光纤的芯径和外径一般为50m和125m，最大相对折射率差约为1%。假设纤芯处的折射率为1.46.根据下面两个公式可求出光纤的数值孔径和归一化频率。1.31m波长时：0.85m波长时：V=38娥商宅呜郡礁森鞘蟹抒猜精站标恃禹握电恢胸信砌级羽掐察迂伸醚嫩雏镇1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性69 当前通信多模光纤的芯径和外径一般为50m和125 根据波动理论，多模光纤中传导有限个分离的模。传导模的数目可以从求解波动方程得出。对于折射率为幂函数规律分布的光纤，近似公式

43、为：对于抛物线型光纤，因=2，所以： 对于阶跃型光纤，即，所以： 从上面两个N值公式可以看出，对具有相同芯部最大折射率和芯径的阶跃型多模光纤和抛物线型多模光纤，在同一工作波长时，它们有相同的归一化频率，但在多模传输时，阶跃型多模光纤中的传导模数比抛物线型多模光纤中的导模多一倍。限酿丑真杭鸽甩榨雪急揣牌迭进烩涩填磺糟噶澈登久氰酞婴租逛船太毗琳1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性70 根据波动理论，多模光纤中传导有限个分离的模。单模光纤：只能传输一种模式的光纤称为单模光纤。优点：单模光纤只能传输基模(最低阶模)，它不存在模间时延差，因此它具有比多模光纤大得多的带宽，这对于高

44、码速长途传输是非常重要的。缺点：芯径小，较多模光纤而言不容易进行光耦合，需要使用半导体激光器激励。 1.3.4.3 多模光纤与单模光纤（2）单模光纤殉水迈驮篱船育创钱毙睫腕痈碑桓闯账沿商饭沥理祟涤悄窗次卤马捍邑函1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性71单模光纤：只能传输一种模式的光纤称为单模光纤。 1.3单模光纤和多模光纤 一根光纤是不是单模传输，与 (1) 光纤自身的结构参数和 (2) 光纤中传输的光波长有关。 当光纤的几何尺寸（主要是芯径d）远大于光波波长时（约1m），光纤传输的过程中会存在着几十种乃至几百种传输模式，即多模传输。 当光纤的几何尺寸（主要是芯径d）较

45、小，与光波长在同一数量级，如芯径d在4m10m范围，这时，光纤只允许一种模式（基模）在其中传播，即单模传输。其余的高次模全部截止。 因此，对于给定波长，单模光纤的芯径要比多模光纤小。例如，对于常用的通信波长 (1550 nm)，单模光纤芯径为812 mm，而多模光纤芯径 50 mm。束肥堆黔株臣棍伐聪砌爹乘宗淀伏匡喂甸赦卡宵缚腊赵傻趁甭颁彦滦胯正1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性72单模光纤和多模光纤 一根光纤是不是单模传输，与 (1) 当前通信用单模光纤的外径一般为125m，但它的纤芯直径一般为810m，比多模光纤小得多。最大相对折射率差约为0.3%0.4%。假设光

46、纤的参数为n1=1.45、=0.35%、a=4m、0=1.31m.根据下面两个公式可求出光纤的数值孔径和归一化频率。堆猫钻陡括余惺绣来罐俩瞻岳鸿膊酿玲坞添彦杨侩帖挨屉阁突困抢掇婆范1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性73 当前通信用单模光纤的外径一般为125m，但它 前面已经提到，判断一根光纤是不是单模传输，主要依据是归一化频率的大小，光纤单模工作的充分必要条件是：光纤的归一化频率要小于次低阶模的归一化截止频率Vc，即VVc。所谓光纤次低阶模的归一化截止频率是指光纤中第二个低阶模截止时的归一化频率。Vc主要与光纤的折射率分布指数有关。在此给出一个由光纤折射率分布指数计算

47、Vc值的近似公式。对于阶跃型光纤， ，则Vc=2.405；对于抛物线型光纤，=2，则Vc=3.401，上面给出的阶跃型单模光纤算出V=2.327Vc=2.405，因此该光纤满足单模传输条件。从上式中还可以看出，光纤的折射率分布指数越小，其归一化截止频率Vc越大，允许单模工作的相对折射率差值和纤芯半径a也相应增大。热谅昧愈秸咐这怕外琼津掇蓄噎铃溪使衫谋淹烯世痴苑笋援奏跨宏胚描内1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性74 前面已经提到，判断一根光纤是不是单模传输，主要依据1.4 光纤的特性参数1.4.1 光纤传输特性1.4.2 光纤物理特性1.4.3 光纤化学特性 扦宫恕鬃拘

48、雄汰满蕉焙踪窗横概刹短僧高汪俱县亩渺臼掖嚼谨国鸳摇馅职1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性751.4 光纤的特性参数1.4.1 光纤传输特性扦宫恕鬃拘雄汰1.4 .1 光纤的传输特性1.4.1.1 几何尺寸特性1.4.1.2 光学特性1.4.1.3 衰减（损耗）特性1.4.1.4 色散特性1.4.1.5 其它特性搅子造杆伊闷大颂缄氖绎典院瓦绷员嚷迎徐魔罪漫溜绚颗恕骋夹负瘦苍酪1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性761.4 .1 光纤的传输特性1.4.1.1 几何尺寸特性搅子1.4 .1 .1 几何尺寸特性（1）包层：包层是光纤横截面中玻璃的最外区

49、域。（2）包层中心：包层中心是包层边界最佳拟合圆的中心。（3）包层直径：确定包层中心的圆直径。（4）包层直径偏差：包层直径的实际值与标称值之差。（5）包层容差区域：对于一光纤而言，包层容差区域就是包层外界限的外接圆与包层外界限拟合圆之间的区域。作为包层，两个圆都具有相同的中心。父坞锅哉兼枕绽乡太堂瞪出嗜狐荆泣矣溶钦奇宠渺怎蚁必席攒彪娥淀戍富1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性771.4 .1 .1 几何尺寸特性（1）包层：包层是光纤横截面1.4 .1 .1 几何尺寸特性（6）包层不圆度：由包层容差区域定义的两个圆直径之差除以包层直径所得的值。（7）芯中心：芯中心是在使用

50、大于和（或）小于光纤截止波长的波长下，从光纤的中心区域发射出的近场光强图形的恒定光强的最佳拟合点构成的圆中心。通常芯中心大致代表着模场中心。（8）芯同心度误差：芯中心与包层中心之间的距离。伏峙摊懂泣耗占扮崎澡蛊驳娘面犁帛拼萨胀萧凛萨巨羊雅呼笆搽渔芋噬挽1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性781.4 .1 .1 几何尺寸特性（6）包层不圆度：由包层容差1.4 .1 .1 几何尺寸特性 光纤尺寸参数的测量方法有：近场图像法、折射近场法、俯视法、传输近场法等。藉助这些几何尺寸参数的测量方法，可对光纤的玻璃几何尺寸参数进行单个几何尺寸参数测量，也可进行多个几何尺寸参数测量。袁墟

51、栓楔祝阶袭荫鬃裕帽但额背酋羹噪胺勋风前育刺卒遥应匿间奏丘壁茅1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性791.4 .1 .1 几何尺寸特性 光纤尺寸参数的测量方1.4 .1 .1 几何尺寸特性近场图像法测量原理 近场图像法用一视频系统实现X-Y两维近场扫描。近场图像法的测量原理是，光纤输出端面上的近场传导模的光功率分布与光纤的折射率分布相似。 只要我们在光纤输出端近场直径扫描测量近场光强度分布，就能测定光纤沿直径方向的相对折射率分布曲线和折射率分布指数g。最后根据所测光纤的类型，按照光纤几何尺寸定义计算出所要的光纤几何尺寸参数。豢蚤藩莫教滞符渊乃啄枉披钉杏歧尸厌闸绚空怨团勘傈

52、乳庸鹃陕嚣犬积谱1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性801.4 .1 .1 几何尺寸特性近场图像法测量原理豢蚤藩莫教1.4 .1 .1 几何尺寸特性近场图像法实验装置咱肺满申绍蝎滤诞油徐窖衡仑窥中镶茧唐凋籽抄账因初葱罢摩峙疚斌漆鞋1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性811.4 .1 .1 几何尺寸特性近场图像法实验装置咱肺满申绍1.4 .1 .1 几何尺寸特性拟合纤芯中心： Xco、Yco(m)；拟合包层半径： Rcl(m)；拟合包层中心： Xcl、Ycl(m)；包层边界至包层中心的最小距离： Rmincl(m)；包层边界至包层中心的最大距离：

53、Rmaxcl(m)；包 层 直 径： 2Rcl(m)；包 层 不圆度： 100(Rmaxcl-Rmincl)/Rcl()；芯同心度误差： (Xcl-Xco)2+(Ycl-Yco)21/2(m)；熏相顽阿煤痰庆沿南烟梅饭芽陛勋啄检孺睬睹谩捕界兄噬睛衣韶沼亚堂放1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性821.4 .1 .1 几何尺寸特性拟合纤芯中心： Xco1.4 .1 .2 光纤的光学特性（1）截止波长辛省篡斌涟量话搬鸦颊鞍鲁媒含牧帖隧惰淆筛住嚷糊令条伴圾草彝捻决京1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性831.4 .1 .2 光纤的光学特性（1）截止波长

54、辛省篡斌涟量1.4 .1 .2 光纤的光学特性传输功率法测量原理 单模光纤中除了光纤固有的吸收和散射损耗外，还存在着其他附加损耗，如：光纤芯包界面缺陷、纵向不均匀性、光纤微（宏）观弯曲等。这些附加损耗在单模光纤截止波长处对基模的衰减影响极大。当单模光纤工作波长稍低于理论截止波长时，单模光纤中激励的基模急剧衰减。传输功率法的测量原理是在规定的试验条件下，通过测试被测的一短段光纤传输的功率随波长变化与参考的传输功率之比来确定截止波长。叙上磅刮彩梦矾讫深躁遗桅必辊栏壶摊朴坯帚徘辐化囤拒奶茶腿匙氯世岔1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性841.4 .1 .2 光纤的光学特性传输

55、功率法测量原理叙上磅刮1.4 .1 .2 光纤的光学特性截止波长的测量挛赏锥羽扫脾奴障疑累靳淑鸵涌骂萤捎躁近烟隘吹睛寸泞著面窝絮屯街款1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性851.4 .1 .2 光纤的光学特性截止波长的测量挛赏锥羽扫脾1.4 .1 .2 光纤的光学特性截止波长的测量吠尽府遏鳃缺兴苦喇嗡淫泅夏质孤词辖磅霜牌咬接底搪脓渤削指犹癸朵矢1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性861.4 .1 .2 光纤的光学特性截止波长的测量吠尽府遏鳃缺1.4 .1 .2 光纤的光学特性（2）折射率分布 折射率分布是光纤的一个重要特性参数，可采用折射近场法测

56、量。这种方法是根据光纤折射光功率与折射率n(r)成正比而建立起来的测试方法。 含侨悟死士麓陷焰抚捆仟醉梳彩美烈朵光值榨政拭赵氟限宇杉汞典唯细牙1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性871.4 .1 .2 光纤的光学特性（2）折射率分布含侨悟死士1.4 .1 .2 光纤的光学特性折射近场法 吨悉扦零掖菏讽硝累抨碗淫蜡龙掠渤九武经崩缝瑞募够姓挨泻材甜壬俏箍1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性881.4 .1 .2 光纤的光学特性折射近场法吨悉扦零掖菏讽硝1.4 .1 .2 光纤的光学特性折射近场法测试装置 鼎稠拨偶浅萨发镰瞻饿泞卡寂耙馁外苹怂啡告便邻水

57、丰劳娜嚼袭盛绵病淆1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性891.4 .1 .2 光纤的光学特性折射近场法测试装置鼎稠拨偶1.4 .1 .2 光纤的光学特性折射近场法测试装置 迈决烬昭涨宇脐勘房搐淳镜迷喜哉耍账堕魏救琵螟满启瓤洛渔迎暖狸哥桥1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性901.4 .1 .2 光纤的光学特性折射近场法测试装置迈决烬昭1.4 .1 .2 光纤的光学特性（3）数值孔径 数值孔径是光纤特有的一个非常重要的光学参数，它表征光纤集光能力的大小和与光源及光纤间相互耦合的难易程度，并对光纤的连接损耗、微弯损耗、宏弯损耗、温度特性和传输带宽等光

58、纤的传输特性具有十分明显的影响。驯啃廖捉让请圈铣授员槛神借岸意巩括铁烦豫冲巧桨深摔墩形睁庞多骆瞒1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性911.4 .1 .2 光纤的光学特性（3）数值孔径驯啃廖捉让请1.4 .1 .2 光纤的光学特性 光纤最大的理论数值孔径NAth定义为光纤最大孔径角的正弦值与光发射介质折射率的比。no= 1时，其取决于芯层的最大折射率n1(0)和包层折射率n2(b).邓坑绢巴蓑持酱挪党棚培进惦擂备橇贿惑烯埋扁银烂瓶坐殴粉克此勒缆了1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性921.4 .1 .2 光纤的光学特性 光纤最大的理论数值1.4

59、.1 .2 光纤的光学特性数值孔径的测量方法 折射近场法是用来测量光纤最大理论数值孔径的方法。折射近场法是替代试验法。折射近场法的测量原理是，首先用折射近场法测出光纤的折射率分布曲线，然后从折射率分布曲线上求出纤芯中最大折射率n1和包层折射率n2，再根据公式计算出光纤的最大理论数值孔径NAth。绘秽赃郡外酗星砰龚圣炭缔伙卫琐拎呵蛇臭览切判性赦攒嚼伺望擒卡应巾1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性931.4 .1 .2 光纤的光学特性数值孔径的测量方法绘秽赃郡1.4 .1 .3 光纤的衰减特性1.4.1.3.1 基本概念 衰减是光波经光纤传输后光功率减少量一种度量，是光纤一

60、个最重要传输参数，它取决于光纤工作窗口和长度，表明光纤对光能传输损耗，对光纤质量评定和光纤通信系统中继距离确定有着十分重要作用。 衰减：光在光纤中传输时，平均光功率沿传输光纤长度Z方向按指数规律递减现象称为光纤衰减（或称损耗、衰耗）。设在波长处，光纤长度为Z=L，两端横截面积1和2之间衰减定义为：P2（）=P1（）10-L10（W）御抱慨淆的簇邻宅默绅纶域锚品买贯独谬毛妻吁撕遁桃宪凄叁庸膊羌怯墓1第1章光导纤维传输原理及特性1第1章光导纤维传输原理及特性941.4 .1 .3 光纤的衰减特性1.4.1.3.1 基本概1.4 .1 .3 光纤的衰减特性1.4.1.3.1 基本概念用对数形式表示为