光纤通信基础_第二章 光导纤维的传输原理（光纤）

第二拿光导纤维的传输原理 com Fresnel law D:垂直偏振波TM横磁浪 E R=2 Cos0-n, cos 0 H 6 n, cos0 +n, cos 6 2n, cos e n. cos0 +n, cos 0 E H cos e, =+V1-sin2e, =+1-(n, /n,)sine

1-16 Copyright Wang Yan 2021/2/19 Optical fiber communications 第二章 光导纤维的传输原理 i t i i t i t n n n T n n n n R        cos cos 2 cos cos cos cos cos 2 1 1 1 2 2 1 + = + − = ( )  t  t n n  i 2 2 1 2 2 cos =  1− sin =  1− sin Hi  Hr  Ht  Ei  Er  Et   i  t  r n1 n2 x z i k  r k  t k  D:垂直偏振波 TM 横磁波 Fresnel Law

Optical fiber communication 第二章光导纤维的传输原理 172021/2/19 Tatal Internal reflection A:n1>n2&06-90.0= arcsin(n2/n1) B: waves in cos 0, =+jV(n,/n,)sin20 (n1/n2)2sn2O1-1 medium one TE wave: R-n, cose, +j: n2V(n,/n )sin, -I n, cos0-j.n, n, /n, P sin20-I RF=1,2 i2-(n2/m)2 sin0-sin-6 ,<PR arctan arctan cose COS 在临界状态下,0=0,2d=0,反射不引起相位突变,0;-)90°,c0s91-0 2中R=180°,有半波损失 M wave: R cos0 -n, cos e, n, cos0,+jnV(n/n,)2sin20-1 n,,+n, cos n cOs (1/n2)2sm2a sin.-sin6 R/=1,20R-2arctanl cos e Attension:全反射时,TE,TM的位相变化是不相同的

1-17 Copyright Wang Yan 2021/2/19 Optical fiber communications 第二章 光导纤维的传输原理 Tatal Internal Reflection A: n1>n2 & c< i<900 .c=arcsin(n2 /n1 ) B:waves in medium one cos ( ) sin 1 ( ) sin 1 2 2 1 2 2 2  t =  j n1 n2  i − = − j n n  i − ( ) cos ( ) sin 1 cos sin 1 2 2 1 2 1 2 2 2 1 2 1 2 −  − +  − = i i i i n j n n n n j n n n R     |R|=1,2R = ( ) i i c i i n n      cos sin sin arctan cos sin arctan 2 2 2 2 1 2 − = − 在临界状态下，c ＝i，2R ＝0，反射不引起相位突变，i→900 ，cosi →0， 2R ＝1800，有半波损失。 TE wave: TM wave: ( ) cos ( ) sin 1 cos sin 1 cos cos cos cos 2 2 2 1 1 2 2 2 2 1 1 2 2 1 2 1 −  − +  − = + − = i i i i i t i t n j n n n n j n n n n n n n R         |R|=1,2R = i i c n n    cos sin sin 2arctan 2 2 2 2 1 −         Attension:全反射时，TE，TM的位相变化是不相同的

Optical fiber communication 第二章光导纤维的传输原理 182021/2/19 Wave in medium 1: TE wave A: Incident wave takes the form as E exp H exp(-jkir x)exp(- Kix=k, cos0,=kon, cos 8 入射波在x方向的相位常数 k==k1Si=kon1sin日 入射波的纵向相移常数 B: The corresponding reflected wave will take the form E,=Exp(kn:x)exp(k=:=)=E0ep(=)ep(kn:x)e(k=:=) k=xk cos 6.+Ek, sin e k2=o2Ei11k2=022A2 k.=-xk, cos 0+Ek, sin e k,=xk cos 0 + Ek sin e

1-18 Copyright Wang Yan 2021/2/19 Optical fiber communications 第二章 光导纤维的传输原理 Wave in medium 1:TE wave A: Incident wave takes the form as ( ) E ( j k x) ( j k z) E E jk r i i x i z i i i = −  −  = −  exp exp exp 0 0      Hi  Hr  Ht  Ei  Er  Et   i  t  r n1 2 n x z i k  r k  t k  i x i i k = k1 cos = k0 n1 cos i z i i k = k1 sin  = k0 n1 sin  入射波在x方向的相位常数 入射波的纵向相移常数 B: The corresponding reflected wave will take the form: E E (j k x) ( j k z) E (j z ) (j k x) ( j k z) i x i z r r r i x i z i TE = exp  exp −  = exp exp  exp −  0 0     t t t r i i i i i k xk zk k xk zk k xk zk       sin ˆ cos ˆ sin ˆ cos ˆ sin ˆ cos ˆ 2 2 1 1 1 1          = + = − + = + 1 1 1 1 0 0 2 2 2 2 1 1 2 2 2 1           = = = = n c v k k