波动光学是把光纤中的光作为经典电磁场来处理。图9.6为阶跃光纤的子午光线，一般将通过光纤轴线的平面称为子午面，把传输中总是位于子午面内的光线称为子午光线。为此，人们研制了渐变折射率光纤。多模渐变折射率光纤的射线光学理论分析多模渐变折射率光纤纤芯中的折射率是连续变化的。采用渐变光纤的目的是减小多模光纤的模式色散。在光纤的分析中，求上述亥姆霍兹方程满足边界条件的解，即可得到光纤中的场的解答。......
2023-06-26
光纤导光的基本原理解析
【摘要】：纤芯和包层主要由不同掺杂的石英玻璃制成。图3-71光纤的结构一般纤芯直径为2～12 μm，只能传输一种模式称为单模光纤。光线在纤芯和包层的界面上不断地产生全反射而向前传播，光在光纤内经过无数次的全反射，就从光纤的一端以光速传播到另一端，这就是光纤导光的基本原理。
1.光纤的结构
光导纤维简称为光纤，目前基本上还是采用石英玻璃，其结构如图3-71所示。中心的圆柱体叫作纤芯，围绕着纤芯的圆形外层叫作包层。纤芯和包层主要由不同掺杂的石英玻璃制成。
图3-71 光纤的结构
一般纤芯直径为2～12 μm，只能传输一种模式称为单模光纤。这类光纤传输性能好，信号畸变小，信息容量大，线性好，灵敏度高，但由于纤芯尺寸小，制造、连接和耦合都比较困难。纤芯直径较大（50～100 μm），传输模式较多的称为多模光纤，这类光纤的性能较差，输出波形有较大的差异，但由于纤芯截面积大，故容易制造，连接和耦合比较方便。
2.光的全反射现象
如图3-72所示，根据几何光学理论，当光由光密物质（折射率n1大）射至光疏物质（折射率n2小），即n1>n2时，一部分入射光折射入光疏物质，其余部分反射回光密物质。
图3-72 光的全反射现象
根据斯乃尔定理：
可见，入射角增大时，折射角也随之增大，且始终θ2＞θ1；当θ2=90°时，出射光线沿界面传播，称为临界状态。临界角为
当θ1＞θc 时，发生全反射现象，出射光不再折射而全部反射回来。
3.光纤的导光原理
光纤导光就是利用光传输的全反射原理，如图3-73所示。光线在纤芯和包层的界面上不断地产生全反射而向前传播，光在光纤内经过无数次的全反射，就从光纤的一端以光速传播到另一端，这就是光纤导光的基本原理。
图3-73 光纤导光示意图
光纤集光本领的术语叫数值孔径NA：
数值孔径反映纤芯接收光量的多少，是标志光纤接收性能的一个重要参数。
有关传感检测与电子测量的文章
- 详细阅读
-
光纤的结构及分类解析详细阅读
光纤由纤芯、包层和涂覆层构成。图9.3光纤的横截面结构图目前使用的光纤大多为石英光纤。光纤依据不同的原则可有以下不同的分类方法。图9.4两种光纤的折射率分布此外，还有三角型折射率光纤、双包层光纤、四包层光纤等，如图9.5所示。图9.5单模光纤的折射率分布形式2.按光纤中的传导模式数量分类光是一种电磁波，它沿光纤传输时可能存在多种不同的电磁场分布形式。紧套光纤的结构简单，使用和测试都比较方便。......
2023-06-26
-
光纤通信：以光信号为信息载体的通信方式详细阅读
光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光纤为传输媒质，以光信号为信息载体的通信方式。图5-1数字光纤通信系统结构框图光发射机。数字光纤通信系统的性能用误码率来衡量。通常将误码率定义为错误识别比特的平均几率，这样，10-6的误码率相当于平均每百万位出现一个误码。大多数光纤通信系统要求误码率不大于10-9，有的系统要求更高。......
2023-06-27
-
光放大器：半导体和光纤放大器的特点和应用详细阅读
目前成功研制出的光放大器有半导体光放大器、光纤放大器两大类。图9.27半导体光放大器的结构半导体光放大器的特点是：尺寸很小；增益较高，一般在15～30 dB；频带宽，一般为50～70 nm。EDFA 的工作波长为1 550 nm，与光纤的低损耗窗口一致，是最具吸引力和最为成熟的光纤放大器。图9.30三种泵浦形式的EDFAEDFA 中的光耦合器的作用是将信号光和泵浦光合在一起，送入掺铒光纤中。光隔离器的作用是抑制反射光，以确保光放大器工作稳定。......
2023-06-26
-
涂层设计的基本原理解析详细阅读
2）合理进行涂层设计，包括正确选择喷涂材料、设备、工艺及遵循严格的涂层质量评价体系对涂层性能进行检验等。涂层设计起着承上启下的作用，是采用热喷涂技术成功解决实际问题的基础，是最重要的环节之一，在进行涂层设计时要考虑涂层所涉及的各个环节，具有明显的系统特性。......
2023-06-18
-
RoF技术的基本原理解析详细阅读
在RoF技术中和光纤通信相结合，则可以拉远基站、减小基站覆盖范围，实现大容量、低成本的射频信号有线传输和超宽带无线接入。图11.30给出了一个典型的ROF系统的基本结构，主要由中心局CO、基站BS、光纤网络以及用户端四个部分组成。图11.30RoF系统的基本结构根据对光载波进行调制的信号的频率不同，可以将Ro F系统分为基带光纤传输系统、中频光纤传输系统和射频光纤传输系统三种。......
2023-06-26
-
移动光承载网络架构解析详细阅读
通过GPRS隧道协议建立从UE到EPC边缘网关的用户EPC承载的专用IP连接。在新架构中，用户平面从EPC网关转换为光交换机，承载也以光网络方式实现。图9-8基于光与无线网络的新型EPC架构来自S/POS-C的消息被发送到联合路由控制器以设置和维护流量的IP路由。根据不同粒度的移动流量的速率需求，我们将核心网络中从接入SOS到POS的光路定义为光载体，而且将采取不同的方案来优化核心网络的性能。......
2023-06-19
-
现场绝缘试验导则摘要解析详细阅读
现场绝缘试验实施导则绝缘电阻、吸收比和极化指数试验(摘要)1 范围本标准提出了绝缘电阻、吸收比和极化指数试验所涉及的仪表选择、试验方法和注意事项等一系列技术细则。在现场普遍用兆欧表测量绝缘电阻。对水内冷发电机采用专用兆欧表测量绝缘电阻。b)对二次回路或低压配电装置及电力布线测量绝缘电阻,并兼有进行直流耐压试验的目的时,可选用2500V 兆欧表。将兆欧表水平放稳,试验前对兆欧表本身进行检查。......
2023-06-27
相关推荐