光纤通信课后习题解答第2章习题参考答案.pdf资源-CSDN文库

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第二章光纤和光缆

1．光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？

答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层组成的。

纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是保护光纤不受水汽的侵蚀和机械

擦伤，同时增加光纤的柔韧性。

2．光纤是如何分类的？阶跃型光纤和渐变型光纤的折射率分布是如何表示的？

答：（1）按照截面上折射率分布的不同可以将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光

纤；按光纤中传输的模式数量，可以将光纤分为多模光纤和单模光纤；按光纤的工

作波长可以将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤；按照 ITU-T 关于

光纤类型的建议，可以将光纤分为 G.651 光纤（渐变型多模光纤）、G.652 光纤（常

规单模光纤）、G.653 光纤（色散位移光纤）、G.654 光纤（截止波长光纤）和 G.655

（非零色散位移光纤）光纤；按套塑（二次涂覆层）可以将光纤分为松套光纤和紧

套光纤。

（2）阶跃型光纤的折射率分布

n



r









n

1



n

2

r  a

r  a

r  a

r  a



1 2





r







n

m



1  2



 



渐变型光纤的折射率分布

n



r









a





 





n

c

3．阶跃型光纤和渐变型光纤的数值孔径 NA 是如何定义的？两者有何区别？它是用

来衡量光纤什么的物理量？

答：阶跃型光纤的数值孔径

NA  sin



0

 n

1

2

渐变型光纤的数值孔径

NA  sin



0

 n



0



- n

c

 n



0



2

2 2

两者区别：阶跃型光纤的数值孔径是与纤芯和包层的折射率有关；而渐变型光

纤的数值孔径只与纤芯内最大的折射率和包层的折射率有关。

数值孔径是衡量光纤的集光能力，即凡是入射到圆锥角

φ

0

以内的所有光线都可

以满足全反射条件，在芯包界面上发生全反射，从而将光线束缚在纤芯中沿轴向传

播。

4．简述光纤的导光原理。

答：光纤之所以能够导光就是利用纤芯折射率略高于包层折射率的特点，使落

于数值孔径角)内的光线都能收集在光纤中，并在芯包边界以内形成全反射，从而将

光线限制在光纤中传播。

5．什么是传导模？推导相位一致条件，并说明其物理意义。

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