Optical fiber communication 3渐变光纤 12021/2/19 A。自聚焦现象:全部的射线以相同的轴向速度在光纤中传播, 对模式色散 B。GIF的作用:减小多模光纤的模式色散起了均衡作用,从 而消除色散。 相对折射指数Δ=[n2(0)-n22][2n2(0) 自聚焦透镜组(耦合元件)最重要的耦合元件
1-1 Copyright Wang Yan 2021/2/19 Optical fiber communications A。自聚焦现象：全部的射线以相同的轴向速度在光纤中传播， 对模式色散 B。GIF的作用：减小多模光纤的模式色散起了均衡作用，从 而消除色散。 相对折射指数 Δ＝[n2(0)-n22]/[2n2(0)] 自聚焦透镜组（耦合元件） 最重要的耦合元件 3 渐变光纤
Optical fiber communication 22021/2/19 光纤中的光浪经第一自聚焦棒透镜扩束变为平行光 光纤中的光浪经第二自聚焦棒透镜聚焦后再进入光纤 由于两透镜间距平行,因而两透镜可推开20mm左右的 距离而不会引起明显的光路损耗,这就可以将体块型元 件置于间隙之中与光纤进行有效的耦合
1-2 Copyright Wang Yan 2021/2/19 Optical fiber communications 光纤中的光波经第一自聚焦棒透镜扩束变为平行光 光纤中的光波经第二自聚焦棒透镜聚焦后再进入光纤 由于两透镜间距平行，因而两透镜可推开20mm左右的 距离而不会引起明显的光路损耗，这就可以将体块型元 件置于间隙之中与光纤进行有效的耦合
Optical fiber 本地数值孔径 communication 32021/2/19 A由于渐变光纤芯子的折射率指数是变化的。纤芯剖面 上不同点收集光线的能力不同。因此,光纤的数值孔径 也因r而变,这就需要引入本地数值孔径的概念;本地 NA就是指光纤剖面上某点的数值孔径,它表示该点收 集光线的能力 B功率的横向分布 P()Nf()n2()-n2 PO)NH2(0)n2(0)-m2 P(O)纤芯处的功率宽度、P(r)离轴线处功率宽度
1-3 Copyright Wang Yan 2021/2/19 Optical fiber communications 二.本地数值孔径 A.由于渐变光纤芯子的 折射率指数是变化的。纤芯剖面 上不同点收集光线的能力不同。因此，光纤的数值孔径 也因r而变，这就需要引入本地数值孔径的概念；本地 NA就是指光纤剖面上某点的数值孔径，它表示该点收 集光线的能力。 B.功率的横向分布 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 2 2 0 0 n 0 n n r n NA NA r P P r − − = = P(0)纤芯处的功率宽度、P(r)离轴线处功率宽度
Optical fib communIc c三.平方折射指数分布光纤 42021/2/19 A.光纤的折射率分布 n(0),r=0处的折射率A 2△ α位移指数,折射率分布指数 →∞阶跃 α=2平方律型抛物线型
1-4 Copyright Wang Yan 2021/2/19 Optical fiber communications 三. 平方折射指数分布光纤 A. 光纤的折射率分布 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 1 1 0 1 2 0 1 n Ar a r n r n = − = − n(0), r=0处的折射率 ( ) a 2 2 1 A＝ α位移指数，折射率分布指数 α→∞ 阶跃 α＝2 平方律型 抛物线型
Optical fiber communication 52021/2/19 1-2(0(y (2△ a 自聚焦棒透镜= Ar)+ n(0)1--(A
1 - 5 Copyright Wang Yan 2021/2/19 Optical fiber communications ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 1 1 0 1 2 0 1 n Ar ar n r n = − = − ( ) a 2 2 1 A ＝ 自聚焦棒透镜＝ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) = − − − + 2 4 2 21 0 1 81 21 n 0 1 Ar Ar n Ar