University of Electronic Science and Technology of China 3.子午光线与偏射光线 子午面：指光纤轴线所在的平面。 如果入射光线处于子午面内，那么在光纤中的传导 光线也将始终处于该子午面内，这样的传导光线就 称为子午光线。子午光线在光纤端面上的投影为一 直线。 > 子午光线是光纤中最容易实现和最基本的传导光线。 能被光纤收集并在光纤内能形成导模的那些子午光 线满足全反射定律且可以用光纤的数值孔径来描述。 NA=Vn-n≈n,V2△ (4-3) 21
University of Electronic Science and Technology of China 21 ➢ 子午面：指光纤轴线所在的平面。 ➢ 如果入射光线处于子午面内，那么在光纤中的传导 光线也将始终处于该子午面内，这样的传导光线就 称为子午光线。子午光线在光纤端面上的投影为一 直线。 ➢ 子午光线是光纤中最容易实现和最基本的传导光线。 能被光纤收集并在光纤内能形成导模的那些子午光 线满足全反射定律且可以用光纤的数值孔径来描述。 = − 1 2 2 2 2 NA n1 n n (4-3) 3. 子午光线与偏射光线
University of Electronic Science and Technology of China 3.子午光线与偏射光线 图4-4. 偏射光线 (a透视图； (b)光线所在的平 (a) 面透视图；(c) 端面轨迹 b (c) Q' 22
University of Electronic Science and Technology of China 22 r b c O P’ A P r r a P A a 1 P’O’ Q’ Q 1 1 (a) (b) (c) 0 图4-4. 偏射光线. (a)透视图； (b)光线所在的平 面透视图； (c) 端面轨迹 3. 子午光线与偏射光线
University of Electronic Science and Technology of China 3.子午光线与偏射光线 偏射光线：如果入射光线不通过光纤的轴线时，光纤 内的传导光线将不在同一平面内而是按照上图所示的 空间折线传播，这种光线称为偏射光线。 >偏射光线在端截面上的投 影表明这些偏射光线完全 被限制在两个共轴圆柱面 之间传播，其一就是光纤 的芯层与包层的界面，另 一个在纤芯中，其位置决 (a) 定于日，与p1,两者均称为 散焦面。在两散焦面之间， 光波按驻波分布，其外， 场沿径向按指数衰减。 23
University of Electronic Science and Technology of China 23 ➢ 偏射光线在端截面上的投 影表明这些偏射光线完全 被限制在两个共轴圆柱面 之间传播，其一就是光纤 的芯层与包层的界面，另 一个在纤芯中，其位置决 定于1与1，两者均称为 散焦面。在两散焦面之间， 光波按驻波分布，其外， 场沿径向按指数衰减。 3. 子午光线与偏射光线 r b c O P’ A P r r a P A a 1 P’O’ Q’ Q 1 1 (a) (b) (c) 0 ➢ 偏射光线：如果入射光线不通过光纤的轴线时，光纤 内的传导光线将不在同一平面内而是按照上图所示的 空间折线传播，这种光线称为偏射光线
University of Electronic Science and Technology of China 4.阶跃光纤的严格电磁理论-混合模式 956 图4-5.包层半径为b,折射率为n2,芯层半径为a, 折射率为n,的光纤结构示意图 n2 2b ni 包层 n(r) 纤芯 2al 24
University of Electronic Science and Technology of China 24 4. 阶跃光纤的严格电磁理论-混合模式 包层 纤芯 2a 2b n2 n1 n(r) 图4-5. 包层半径为b，折射率为n2，芯层半径为a， 折射率为n1的光纤结构示意图
University of Electronic Science and Technology of China 4.阶跃光纤的严格电磁理论-混合模式 956 光纤的圆柱对称特性→圆柱坐标系 图4-6.光纤的截面及分析光纤所建立的坐标系 y 19 x 2 b 25
University of Electronic Science and Technology of China 25 4. 阶跃光纤的严格电磁理论-混合模式 ❑ 光纤的圆柱对称特性→圆柱坐标系 y a n1 n2 r z x b 图4-6. 光纤的截面及分析光纤所建立的坐标系