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东营科技职业学院知识点二：传播模式

7.4光纤传感器传播模式

光纤传输光波,可分解为沿纵向和横向传输两种平面波成分。横向波在纤芯和包层界面上产生全反射。当它在横向往返依次的相位变化为2π的整数倍时,形成驻波。形成驻波的光线组称为模。模是离散存在的。一定材质一定尺寸的光纤只能传输特定模数的光波。每一个允许传播的波称为模式。每个波具有不同的离散的振幅和速度。7.4光纤传感器

在阶跃型折射光纤中常采用“V值”表述光在阶跃型折射率光纤中的传播特性。V值是一个能用来表示或计算阶跃折射率光纤的传播模式数量的参数,可用数学式表示为传播模式7.4光纤传感器

式中,a为纤芯半径,λ0为入射光在真空中的波长(真空中的光波长近似等于光在空气中的波长)。光纤V值越大,则光纤所能拥有的,即允许传输的模式(不同的离散波)数越多。当V值低于2.404时,只允许一个波或模式在光纤中传输。即圆柱波导的“单模条件”是传播模式7.4光纤传感器

在光导纤维中传播模式很多对信息传输是不利的。因为同一光信号采取很多模式传播,就会使这一光信号分为不同时间到达接收端的多个小信号,从而导致合成信号的畸变。在信息传输中一般希望模式数量越少越好。希望V小,纤芯直径d＝2a不能太大,一般为几个微米,不能超过几十微米。另外,n1与n2之差很小(例如,一般纤芯折射率n1可能是1.46,而包层折射率n2可能是1.44)。一般

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