Optical fiber communication 54单模光纤( Single Mode fiber) 12021/2/19 SMF A.SMF,在给定的工作波长上只传输基模的光纤。 SIF. P 01 无界平方律折射指数光纤,(抛物线性光纤)LP 00 B.SMF的结构特点 2a=4-101m 1<v(LP1)=2.40483 Reading textbook P 75-77 SMF通常不是理想的单模阶跃光纤,常借助等效近似法 进行分析:将实行光纤等效为平方律 Index分布光纤orSF
1-1 Copyright Wang Yan 2021/2/19 Optical fiber communications §4 单模光纤 （Single Mode Fiber） 一、SMF A. SMF，在给定的工作波长上只传输基模的光纤。 SIF. LP01 无界平方律折射指数光纤，（抛物线性光纤） LP00 B . SMF的结构特点 ( ) 2.40483 2 4 10 1 1 = = − V V LP a m c Reading textbook P75−77 SMF通常不是理想的单模阶跃光纤，常借助等效近似法 进行分析：将实行光纤等效为平方律Index分布光纤or SIF
Optical fiber communication 22021/2/19 以便利用已有的结果,得出必要的参数和特性 C.高斯近似和SIF等效近似 SIF中的基模 E,=Aexp(-jB-)cosmI a(Ur/a)/Jm(U) rsa 1KnWr/a)/kn(W)r≥a A.基模:LB 二阶模:LP1
1-2 Copyright Wang Yan 2021/2/19 Optical fiber communications 以便利用已有的结果，得出必要的参数和特性。 C . 高斯近似和SIF等效近似 二、SIF中的基模 = − ( / )/ ( ) ( / )/ ( ) exp( ) cos K Wr a K W J Ur a J U E A j z m m m m m y r a r a A . 基模： LP01 二阶模： LP11
Optical fiber communication 32021/2/19 L1模的横向场表示式: E=4 Jo(Ur/a)NJo() K0(W/a)K0(W)r≥a x= Jo(Urla)/Jo(u) rsa E K0(W/a)/K0W)r≥ B.DP1归一化场强:传输单位功率P=时的场强(即A值) 1、UK)22) WJo(U)/222 VK, w)(mma VJ,(U)(n2a ∠0-真空中的阻抗
1-3 Copyright Wang Yan 2021/2/19 Optical fiber communications LP01 模的横向场表示式： = ( / )/ ( ) ( / )/ ( ) 0 0 0 0 K Wr a K W J Ur a J U Ey A r a r a = ( / )/ ( ) ( / )/ ( ) 0 0 0 0 K Wr a K W J Ur a J U Ex A r a r a B. LP01 归一化场强：传输单位功率P=1时的场强（即A值） 2 1 2 2 0 1 0 2 1 2 2 0 1 0 2 ( ) 2 ( ) ( ) ( ) = = n a Z VJ U WJ U n a Z VK W U K W A Z0 －真空中的阻抗
Optical fiber communication 42021/2/19 22()Ua)()r≤a E gnd U/K0GW/a)/K1(W)r≥a C.L1模的特征方程 U()J0(U)=W[K1(W)/K0(W 0<U<2.40483,M=1.1428-0.9960 U W D.SI中的二阶模L1 横向场E.= A cos 6 J1(Ur/a)/J1()r≤a K1(W/a)/K1(W)r≥a 2.4048<U<3.83171
1-4 Copyright Wang Yan 2021/2/19 Optical fiber communications ( ) = ( / ) ( / )/ ( ) 2 / ( / )/ ( ) 0 1 0 1 2 1 2 2 0 U V K Wr a K W W V J U r a J U n a Z Ey r a r a C. LP01 模的特征方程 2 2 1 0 1 0 0 2.40483 1.1428 0.9960 ( )/ ( ) ( )/ ( ) U V W U W V U J U J U W K W K W = − = − = ， D. SIF中的二阶模 LP11 横向场 = ( / )/ ( ) ( / )/ ( ) cos 1 1 1 1 K Wr a K W J Ur a J U Ey A r a r a 2.4048 U 3.83171
Optical fiber communication 52021/2/19 三、无界平方律折射指数分布光纤( GIF with o=2) 基模:LP( or LPO1) 横向电场:E,=Cexp(-r2/S) 归一化场强:E 0m2,exp(-) 模场半径:S0=√2/Va
1-5 Copyright Wang Yan 2021/2/19 Optical fiber communications 三、无界平方律折射指数分布光纤（GIF with α=2） 基模： LP00 （or LP01 ） 横向电场： exp( / ) 2 0 2 Ey = C −r S 归一化场强： ( ) exp( ) 2 2 0 2 2 1 2 0 0 S r n Z S Ey = − 模场半径： S0 = 2 Va