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2.1 光纤结构和类型 2.1.1 光纤结构 2.1.2 光纤类型 2.2 光纤传输原理 2.2.1 几何光学方法 2.2.2 光纤传输的波动理论 2.3 光纤传输特性 2.3.1 光纤色散 2.3.2 光纤损耗 2.3.3 光纤标准和应用 2.4 光纤特性测量方法 2.5.1 损耗测量 2.5.2 带宽测量 2.5.3 色散测量 2.5.4 截止波长测量
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2.1 光纤结构和类型
2.1.1 光纤结构
光纤( Optical Fiber )是由中心的纤芯和外围的包层同
轴组成的圆柱形细丝。
纤芯的折射率比包层稍高,损耗比包层更低,光能量
主要在纤芯内传输。
包层为光的传输提供反射面和光隔离,并起一定的机
械保护作用。
设纤芯和包层的折射率分别为 n
1
和 n
2
,光能量在光纤
中传输的必要条件是 n
1
>n
2
。
图 2.1 光纤的外
形
包层
n
2
纤芯
n
1
2.1.2 光纤类型
光纤种类很多,这里只讨论作为信息传输波导用的由高
纯度石英( SiO
2
)制成的光纤。
实用光纤主要有三种基本类型,
突变型多模光纤( Step-Index Fiber, SIF )
渐变型多模光纤( Graded-Index Fiber, GIF )
单模光纤( Single-Mode Fiber, SMF )
相对于
单模光纤
单模光纤而言,
突变型光纤
突变型光纤和
渐变型光纤
渐变型光纤的纤
芯直径都很大,可以容纳数百个模式,所以称为多模光纤
图 2.2 三种基本类型的光纤
(a) 突变型多模光纤; (b) 渐变型多模光纤; ( c ) 单模光纤
横截面
2 a
2 b
r
n
折射率分布
纤芯 包层
A
i
t
A
o
t
(a)
输入脉冲 光线传播路径 输出脉冲
50
m
125
m
r
n
A
i
t
A
o
t
(b)
¡«10
m
125
m
r
n
A
i
t
A
o
t
(c)
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fei_zxf
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