一 前言：
光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。传输原理是‘光的全反射’。 光纤的在光纤中的传输原理可用二种不同的观点或理论分析，即：波动理论和几何光学射线理论。波动理论是分析光纤导光传输原理的基准理论,它是从说明电磁波行为的基本方程—-麦克斯韦方程组出发,求解满足初始条件的波动方程。这种分析方法适合于任何情况，能够精确地描述光纤传输特性。而几何光学射线理论是用几何光学的分析方法,将光看成是传播的“光线”,物理描述直观。 光波是电磁波又是由光子组成的粒子流。光波在空间是沿着直线传播的。当光波遇到两种不同介质的交界面时会发生反射和折射现象并遵循斯奈尔定律。
1.斯奈尔反射定律:
入射光在两种介质的界面发生反射时，反射光线位于入射光线和法线NN’所决定的平面内,反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角θ2等于入射角θ1,即
θ1=θ2
2.斯奈尔折射定律:
入射光在两种介质的界面发生折射时，折射光线位于入射光线和法线NN’所决定的平面内,折射光线和入射光线分居法线的两侧,入射角θ1和折射角Φ2有这样的关系:
n1sinθ1=n2sinΦ2或
sinθ1/sinΦ2=n2/n1 奇丹茶是什么茶
光产生折射的原因是由于光波在两种介质（n1，n2）中的传播速度发生了变化.假设:光在第一种介质中的传播速度为v1,在第二种介质中的传播速度v2,由上式可得：
n1/n2=v2/v1指纹认证
由上几个式子可得：
sinθ1/sinΦ2=v1/v2
根据光的波动理论也可证明:两种介质中传播速度的比等于它们的入射角正弦与折射角正弦之比。
3 光的全反射
当光线从折射率大的介质进入折射率小的介质时，根据折射理论，折射角将大于入射角，当入射角θ1增大时，折射角也随之增大。当入射角增大到某一角度θC时，折射角Φ溶洞处理2=900，折射角为900 时，对应的入射角θ1称为临界角θC。这时折射定律变为：
sinθC/sin900=n1/n2
sinθC=n2/n1
当入射角θ1大于临界角θC时，即θ1>θC时，光由两种介质的界面按θ2=θ1的角度全部反射回第一种介质中，这种现象称为光的全反射。
三 光纤中光波的传播
多模光纤中光波的传播轨迹：
所谓多模光纤即可以传播多种模式电磁波的光纤。目前，在通信领域最常用的多模光纤有两种类型：阶跃型多模光纤和梯度型多模光纤。 根据光线在光纤中的传播轨迹，可以将多模光纤中传播的光线分为两类：子午光线和斜射光线；
四 阶跃型多模光纤中光波的传播原理及导光条件
我们研究子午光线在芯/灯头量规包界面上传播的情况。当光线传播到芯/包界面上时，将发生反射和折射现象，由光的全反射条件可知：只有当n1>n2，Φ2≥90°时，在芯/包界面上才会发生全反射。根据光在介质中的折射定律，光在芯/包界面上有：
n1sinΦ1 =n2sinΦ2 （4-1晶振封装）
当Φ1=Φc时， Φ2=90°，上式可表示为：
sinΦc=n2/n1 （4-2）
当Φ2=90°时，芯/包界面上对应的入射角Φ1称为临界角，用Φc表示。这时对应的光纤入射端面上的入射角θi被称为临界孔径角，用θc表示。此时光纤端面上自光发射机（空气）入射的入射光与在光纤内的折射光有如下关系：
n0sinθ=n1sinΦ （4-3）
由已知条件 Φ=90°-Φ1 ，n0=1，Φ1=Φc并利用上面的结论，可得：
sinθ=n1sin（90°-Φ1）=n1cosΦ1=n1cosΦc
sinθC=n1[1-(n22/n1)2]1∕2
=[n12-n22]1/2
=n1(2△)无人自助超市1∕2 （4-4）
式中：△—相对折射率差，△=（n1-n2）/n1，n1≈n2
（n12-n22）/n12=（n1+n2）（n1-n2）/n12
≈2 n1（n1-n2）/n12
=2（n1-n2）/n1
=2△
由此可知，若使子午光线在多模阶跃型光纤中以全反射形式向前传播，必须保证三点：
（1）芯层折射率n1必须大于包层折射率n2，即：n1>n2。
（2）光线在芯/包界面上必须发生全反射，包层内折射光线的折射角大于或等于90°，则对应的芯层的入射光线的入射角Φ1必须大于或等于临界角Φc，即：Φ1≥Φc。
（3）对应光发射机—光纤入射端面上的入射光线的入射角θ（又称孔径角）必须小于或等于临界孔径角θc，即：θ≤θc。
因此，入射子午光线在多模阶跃型光纤中传播的条件是：n1>n2，Φ1≥Φc，θ≤θc。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议