第二章光导纤维的传输原理 2阶跃光纤SIF-step- Index Fiber A:由光纤的低损耗及造价低引起了通讯革命 B:光纤的制作工序:1,制作光纤预制棒(1-3cm),2,拉丝 c:拉丝的过程控制的很好,纤芯和包层的直径非常均匀 D:光纤的均匀性非常好,在大多数情况下,我们可以认为光 纤是完美的圆柱状光浪导。 E:我们假定包层是无限大的,这样 Cladding 光纤的结构参数归纳为3个:纤芯 半径a,纤芯和包层的折射率 n 和 cladding F:在加上光场的浪失,这些参数就 决定了光在光纤中的传播 MMF:(阶跃多模光纤 2a=50um,2b=125um
Copyright Wang Yan 第二章 光导纤维的传输原理 2 阶跃光纤 SIF－Step-Index Fiber A:由于光纤的低损耗及造价低引起了通讯革命 B:光纤的制作工序：1，制作光纤预制棒(1－3cm), 2，拉丝。 C:拉丝的过程控制的很好，纤芯和包层的直径非常均匀 D:光纤的均匀性非常好，在大多数情况下，我们可以认为光 纤是完美的圆柱状光波导。 E:我们假定包层是无限大的，这样 光纤的结构参数归纳为3个：纤芯 半径a，纤芯和包层的折射率ncore 和ncladding F:在加上光场的波失，这些参数就 决定了光在光纤中的传播 b MMF:(阶跃多模光纤) 2a=50m,2b=125 m
第二章光导纤维的传输原理 Ray picture of Optical Fibers(Na) A: Numerical Aperture x 映了光纤搜集射线的能力 n core. CoS0 B: NA=sin aext no core →MA=1m core n clad core core core core √2A NA=sin aext core C:实际光纤中传输模型比较复杂,按上式确定的NA必有 差异,数值孔径往往由测试值确定
Copyright Wang Yan 第二章 光导纤维的传输原理 Ray Picture of Optical Fibers (N.A) A:Numerical Aperture:反 映了光纤搜集射线的能力 2 2 0 0 1 sin cos core clad i core ext n n n NA n n NA = − = = 0 2 2 2 sin 2 n n NA n n n n n n core ext core clad core core core clad = = − − = B: core n clad n clad n ext in i i 1 n0 = C:实际光纤中传输模型比较复杂，按上式确定的NA必有 差异，数值孔径往往由测试值确定
第二章光导纤维的传输原理 2阶跃光纤的浪动理论解法 2/19/2021
2/19/2021 3 ２ 阶跃光纤的波动理论解法 第二章 光导纤维的传输原理
Maxwell'sequations 麦克斯韦方程给出了电场和磁场之间的关系。 ■在线性的、各相同性的电介质中,没有电流和自由电荷,麦克 斯韦方程式可以表示为如下形式 OB V×E t aD V×H D= CE V·D=0 B=uh V·B=0 参数E是介质的电容率(或称介电常数),μ是介质的磁导率
Copyright Wang Yan 一．Maxwell’s equations ▪ 麦克斯韦方程给出了电场和磁场之间的关系。 ▪ 在线性的、各相同性的电介质中，没有电流和自由电荷，麦克 斯韦方程式可以表示为如下形式： 0 0 = = = − = − B D t D H t B E 参数ε是介质的电容率（或称介电常数），μ是介质的磁导率. B = H D = E
-. Wave equations in cylindrical coordinates 光纤中的光场满足 Helmholtz方程 V2E+k。n2E=0 VH+knh=o ■问题归结于把圆柱坐标系下求解矢量 Helmholtz方程,满足边 界条件的场的解
Copyright Wang Yan 二．Wave equations in cylindrical coordinates ▪ 光纤中的光场满足Helmholtz方程 ▪ 问题归结于把圆柱坐标系下求解矢量Helmholtz方程，满足边 界条件的场的解。 0 2 2 0 2 E + k n E = 0 2 0 2 H + k n H =