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光纤的数值孔?/p>

 

 

 

光纤是由纤芯?/p>

包层所组成的圆柱形的介质光波导?/p>

纤芯的折射率总是比包层的折射?/p>

略大。当光波从折射率

 

较大的介质入射进入较小的介质时,会在两种介质的边界发生折?/p>

和反射。斯奈尔?/p>

Snell

)定律描述了入射角和

 

折射角与介质折射率的关系。图

1

所示的

是一束子午光线在一个阶跃折射率光纤中传播的情况。设纤芯的折射率?/p>

 

n

1

,包层的折射

率为

n

2

,光线从折射率为

n

0

的介质中进入光纤纤芯,光线与光纤轴之间的夹角?/p>

θ

0

。光

线进?/p>

 

纤芯后以入射?/p>

α

投射到纤芯与包层的界面上,并在界面上发生折射和反射。设?/p>

射角?/p>

θ

2

,根据斯奈尔定律?/p>

 

?/p>

 

 

 

 

设当

α

?/p>

θc

时,折射?/p>

θ

2

?/p>

90°

,这时,所有入射的光都不会进入

n

2

介质。当

α

?/p>

θc

时,?/p>

n

1

?/p>

n

2

的界面上

 

有全反射发生?/p>

 

 

?/p>

1 

理想的阶跃折射率光纤中,子午光线传播的射线光学表?/p>

 

 

 

根据式(

7-2

)可以得到在

n

1

?/p>

n

2

的界面上有全反射发生,在空气?/p>

no

?/p>

1

)中光线

的最大入射角?/p>

θ

o

,max

所应满足的关系式:

 

 

 

 

这里?/p>

Δ=(n

1

-n

2

)/n

1

是光纤芯层与包层的相对折射率差?/p>

 

 

 

NA

是一个无量纲的数?/p>

它表示光纤接收和传输光的能力?/p>

通常

NA

的数值在

0.14

?/p>

0.5

范围之内。光纤的数值孔?/p>

NA

越大,光线可以越容易地被耦合到该光纤中?/p>

 

 

 

光纤中有子午线和斜光线两类射线可以传播,

子午光线是经过光纤对称轴的子午平面内

的光线射线,

而斜光线是沿一条类似于螺旋形的路径?/p>

对光纤中射线传播的一般特性进行分

析时仅使用子午光线就足够了?/p>

上述有关光纤的数值孔径的分析就是应用光的射线理论对子

午光线的分析获得的?/p>

 

 

 

定义及相关概?/p>

 

 

 

入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输?/p>

只是在某个角度范围内的入射光才可以?/p>

这个角度

a

的正弦值就称为光纤的数值孔径(

NA

?/p>

sina

?/p>

,多模光?/p>

NA

的范围一般在

0.18

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光纤的数值孔?/p>

 

 

 

光纤是由纤芯?/p>

包层所组成的圆柱形的介质光波导?/p>

纤芯的折射率总是比包层的折射?/p>

略大。当光波从折射率

 

较大的介质入射进入较小的介质时,会在两种介质的边界发生折?/p>

和反射。斯奈尔?/p>

Snell

)定律描述了入射角和

 

折射角与介质折射率的关系。图

1

所示的

是一束子午光线在一个阶跃折射率光纤中传播的情况。设纤芯的折射率?/p>

 

n

1

,包层的折射

率为

n

2

,光线从折射率为

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0

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纤芯后以入射?/p>

α

投射到纤芯与包层的界面上,并在界面上发生折射和反射。设?/p>

射角?/p>

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2

,根据斯奈尔定律?/p>

 

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设当

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,这时,所有入射的光都不会进入

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1

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有全反射发生?/p>

 

 

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理想的阶跃折射率光纤中,子午光线传播的射线光学表?/p>

 

 

 

根据式(

7-2

)可以得到在

n

1

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2

的界面上有全反射发生,在空气?/p>

no

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1

)中光线

的最大入射角?/p>

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,max

所应满足的关系式:

 

 

 

 

这里?/p>

Δ=(n

1

-n

2

)/n

1

是光纤芯层与包层的相对折射率差?/p>

 

 

 

NA

是一个无量纲的数?/p>

它表示光纤接收和传输光的能力?/p>

通常

NA

的数值在

0.14

?/p>

0.5

范围之内。光纤的数值孔?/p>

NA

越大,光线可以越容易地被耦合到该光纤中?/p>

 

 

 

光纤中有子午线和斜光线两类射线可以传播,

子午光线是经过光纤对称轴的子午平面内

的光线射线,

而斜光线是沿一条类似于螺旋形的路径?/p>

对光纤中射线传播的一般特性进行分

析时仅使用子午光线就足够了?/p>

上述有关光纤的数值孔径的分析就是应用光的射线理论对子

午光线的分析获得的?/p>

 

 

 

定义及相关概?/p>

 

 

 

入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输?/p>

只是在某个角度范围内的入射光才可以?/p>

这个角度

a

的正弦值就称为光纤的数值孔径(

NA

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,多模光?/p>

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的范围一般在

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光纤的数值孔?/p>

 

 

 

光纤是由纤芯?/p>

包层所组成的圆柱形的介质光波导?/p>

纤芯的折射率总是比包层的折射?/p>

略大。当光波从折射率

 

较大的介质入射进入较小的介质时,会在两种介质的边界发生折?/p>

和反射。斯奈尔?/p>

Snell

)定律描述了入射角和

 

折射角与介质折射率的关系。图

1

所示的

是一束子午光线在一个阶跃折射率光纤中传播的情况。设纤芯的折射率?/p>

 

n

1

,包层的折射

率为

n

2

,光线从折射率为

n

0

的介质中进入光纤纤芯,光线与光纤轴之间的夹角?/p>

θ

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。光

线进?/p>

 

纤芯后以入射?/p>

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投射到纤芯与包层的界面上,并在界面上发生折射和反射。设?/p>

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,根据斯奈尔定律?/p>

 

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设当

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1

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有全反射发生?/p>

 

 

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理想的阶跃折射率光纤中,子午光线传播的射线光学表?/p>

 

 

 

根据式(

7-2

)可以得到在

n

1

?/p>

n

2

的界面上有全反射发生,在空气?/p>

no

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)中光线

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o

,max

所应满足的关系式:

 

 

 

 

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1

-n

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1

是光纤芯层与包层的相对折射率差?/p>

 

 

 

NA

是一个无量纲的数?/p>

它表示光纤接收和传输光的能力?/p>

通常

NA

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0.14

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0.5

范围之内。光纤的数值孔?/p>

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越大,光线可以越容易地被耦合到该光纤中?/p>

 

 

 

光纤中有子午线和斜光线两类射线可以传播,

子午光线是经过光纤对称轴的子午平面内

的光线射线,

而斜光线是沿一条类似于螺旋形的路径?/p>

对光纤中射线传播的一般特性进行分

析时仅使用子午光线就足够了?/p>

上述有关光纤的数值孔径的分析就是应用光的射线理论对子

午光线的分析获得的?/p>

 

 

 

定义及相关概?/p>

 

 

 

入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输?/p>

只是在某个角度范围内的入射光才可以?/p>

这个角度

a

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光纤的数值孔?- 百度文库
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光纤的数值孔?/p>

 

 

 

光纤是由纤芯?/p>

包层所组成的圆柱形的介质光波导?/p>

纤芯的折射率总是比包层的折射?/p>

略大。当光波从折射率

 

较大的介质入射进入较小的介质时,会在两种介质的边界发生折?/p>

和反射。斯奈尔?/p>

Snell

)定律描述了入射角和

 

折射角与介质折射率的关系。图

1

所示的

是一束子午光线在一个阶跃折射率光纤中传播的情况。设纤芯的折射率?/p>

 

n

1

,包层的折射

率为

n

2

,光线从折射率为

n

0

的介质中进入光纤纤芯,光线与光纤轴之间的夹角?/p>

θ

0

。光

线进?/p>

 

纤芯后以入射?/p>

α

投射到纤芯与包层的界面上,并在界面上发生折射和反射。设?/p>

射角?/p>

θ

2

,根据斯奈尔定律?/p>

 

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设当

α

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2

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,这时,所有入射的光都不会进入

n

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介质。当

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1

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2

的界面上

 

有全反射发生?/p>

 

 

?/p>

1 

理想的阶跃折射率光纤中,子午光线传播的射线光学表?/p>

 

 

 

根据式(

7-2

)可以得到在

n

1

?/p>

n

2

的界面上有全反射发生,在空气?/p>

no

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1

)中光线

的最大入射角?/p>

θ

o

,max

所应满足的关系式:

 

 

 

 

这里?/p>

Δ=(n

1

-n

2

)/n

1

是光纤芯层与包层的相对折射率差?/p>

 

 

 

NA

是一个无量纲的数?/p>

它表示光纤接收和传输光的能力?/p>

通常

NA

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范围之内。光纤的数值孔?/p>

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越大,光线可以越容易地被耦合到该光纤中?/p>

 

 

 

光纤中有子午线和斜光线两类射线可以传播,

子午光线是经过光纤对称轴的子午平面内

的光线射线,

而斜光线是沿一条类似于螺旋形的路径?/p>

对光纤中射线传播的一般特性进行分

析时仅使用子午光线就足够了?/p>

上述有关光纤的数值孔径的分析就是应用光的射线理论对子

午光线的分析获得的?/p>

 

 

 

定义及相关概?/p>

 

 

 

入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输?/p>

只是在某个角度范围内的入射光才可以?/p>

这个角度

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