《光纖光學教學課件》第二講

1、2020/8/11，1.1簡介，1，什么是光纖？研究光波在光纖中傳播特性的科學。基本原理、技術和相關部件，2，什么是光纖？完全限制介質圓柱光波、光波的橫向傳輸(橫向沒有輻射泄漏)，允許縱向遠距離傳輸?；窘Y構：核心、包層、塑料、2020/8/11、typical dimension for silica fibers 3360 smf 3360 8mm核心、125mm cladding MMF 33333 125mmgraded vs. multi-step，2020/8/n1n2光纖的圖案分布(光線傳播軌跡)；模式傳播速度(光線延遲):沿橫截面分布模式；光信號的畸變；傳輸損耗圖案的偏振特性；

2、樣式的結合。a .理論研究所涵蓋的方面：2020/8/11，b .光纖技術的相關方面：參數(shù)測試技術；自聚焦，準直技術(聚焦透鏡)；連接，耦合技術(光纖、半導體器件、耦合器)；隔離，偏振控制技術(隔離器，偏振控制器)；傳感器技術(傳感器)。2020/8/11，c .與光纖設備相關的方面：自聚焦透鏡光纖耦合器光學隔離器，光學環(huán)形設備；光纖光柵光纖放大器和光纖激光器。2020/8/11，光纖光學研究方法，幾何光學方法：如果光纖芯直徑遠遠大于光波波長0，則可以粗略地認為00，因此光波近似可以認為是由一種光構成的。因此，可以使用幾何光學方法分析光的入射、傳播(軌跡)和延遲(色散)，優(yōu)點：適用于分析簡單、

3、直觀、芯尺寸較厚的多模光纖。缺點：無法解釋模式分布、包層、模式耦合和光場分布等現(xiàn)象，分析單模光纖時結果存在很大誤差。2020/8/11，小波光學方法：通過求解光波的本質特性電磁波、電磁波符合麥克斯韋方程導出電磁波場分布的嚴格分析方法。優(yōu)點：具有理論嚴謹性，不作任何前提近似，適用于各種折射率分布的單模和多模光纖。缺點：分析過程更復雜。，2020/8/11，光纖的研究方法比較，2020/8/11，1.2光纖的分類，按用途分類，按光纖折射率分布分類，按光纖傳輸模式分類，2020/8/11，按光纖用途分類： acrylate-coating Low index air core，2020/8/11，m

4、ulti-stack mirror is 1d photonic bandgap device，cartoon picture a .相位折射率分布光纖(siof)，b .漸變折射率分布光纖(giof)，2020/8/11，基本相位指數(shù)-指數(shù)(si) fibs Gradient-index (gi)水平模式，光纖傳輸模式分類：單模光纖：只允許一種模式傳輸?shù)墓饫w，多模式光纖：光纖允許兩種或多種模式傳播。發(fā)送的模式總數(shù)：2020/8/11，單模式光纖(smf)，step-index type with very small core most common design 333 Na 0更改折射率

5、分布以減少非線性。石英是基本材料：在纖維芯中混合GeO2和P2O5 n，在纖維芯中混合B2O3 n，設計問題：(1)折射率截面分布(2)摻雜濃度(3)纖維芯和包層尺寸，損耗，方差，彌散梯度1，裝配條準備方法2020/8/11，MCVD光纖預制棒設備，2020/8/11，等離子體活性化學汽相沉積法(PCVD)，菲利普斯于1978年提出適用于陽山，并提出沉積效率高，沉積速度快，在SiO2層沉積過程中消除微觀不平衡，由光纖散射引起，2020/8/11，蒸汽相氧化法：外部蒸汽相氧化法(OVPO)，1970年康寧的第一次損失小于20 dB/km的光纖，2020/8/11，蒸汽相沉積法(VAD)4.不使用氫火焰，單模光纖中包含的OH-低損耗，損耗低，0.20.