導(dǎo)波光學(xué)基礎(chǔ):光在光導(dǎo)纖維中的傳播(上)

導(dǎo)波光學(xué)：

以光的電磁理論為基礎(chǔ)，研究光在光學(xué)波導(dǎo)中的傳播、散射、偏振、衍射等效應(yīng)，是各種光波導(dǎo)器件和光纖技術(shù)的理論基礎(chǔ)。

研究領(lǐng)域：

纖維光學(xué)與集成光學(xué)

一、光纖的結(jié)構(gòu)和類型

1、光纖的結(jié)構(gòu):

2、光纖的種類：

階躍折射率光纖和漸變折射率光纖：按光纖橫截面折射率分布劃分。

單膜光纖和多膜光纖：按光傳輸模式劃分。

特種光纖：如塑料光纖、導(dǎo)電光纖、空心光纖、發(fā)光光纖、保偏光纖等。

二、光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)

1、光纖尺寸：

光纖結(jié)構(gòu)尺寸包括纖芯直徑和包層外徑

2、數(shù)值孔徑NA

數(shù)值孔徑越大，光纖的集光能力越強(qiáng)，能進(jìn)入光纖的光通量越多。

3、相對(duì)折射率差Δ

4、歸一化頻率（或結(jié)構(gòu)參量）

歸一化頻率是一個(gè)與光纖中能夠傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)有關(guān)的參數(shù)。

5、折射率分布

三、光纖的傳播損耗和色散

1、光纖的損耗

光纖的損耗除材料本身的吸收和損耗以外，還包括纖芯折射率不均勻引起的散射（瑞利散射）損耗、光纖彎曲引起的損耗、纖維間永久性并接及由連接器連接引起的對(duì)接損耗；輸入、輸出端的耦合損耗；纖芯與包層間界不規(guī)則引起的界面損耗等。

2、光纖的色散

一個(gè)脈沖在光纖中傳輸時(shí)，其脈沖展寬，這就是光纖的色散。光纖的色散有材料色散、結(jié)構(gòu)色散和模式色散三種。