阶跃折射率光纤
纤芯和包层的界面上折射率是突变的
全反射:入射角fi<fic的光纤射出纤芯,其它全反射
斯涅耳定律
入射角与反射角:相等
入射角与折射角:n1sin(theta1)=n2sin(theta2)
全反射是光信号在光纤中传输的必要条件
数值孔径(NA)
表示光纤的聚光能力
将射线限制在纤芯中时的最大入射角
当n1与n2接近时
NA=sin(fi.max)=n1*sqrt(2deta)
deta=(n1^2-n2^2)/(2*n2^2)=~(n1-n2)/n1
deta为纤芯包层折射率差,表面上为了让聚光能力越强,则NA越大,则deta越大越好
但过大的deta将引起多径色散
光纤的多经色散
不同射线沿不同路径的传输,结果是:承载在一个光上的短脉冲以不同路径(入射角)射入光纤
在出射处这些射线的时延不同,使脉冲显著地展宽,这种现象称为多径色散
光脉冲的时延差为^T,=(L/c)(*n1^2/n2)*deta (L为光纤长度)
因此deta过大脉冲展宽越宽,多径色散越强
阶跃折射率光纤的BL积
BL<(n2/n1)*(c/deta)
无包层光纤:n1=1.5,n2=1,BL<0.4(Mb/s)*km
包层光纤:deta=2*10^-3时,BL<100(Mb/s)*km
渐变折射率光纤
自聚焦光纤:无多径色散
在阶跃光纤中光线以锯齿形式传播,而在渐变光纤中以正弦震荡的形式传播
虽然也因为入射角的不停而光纤传播的路径长度不同,但因为折射率的变化,光 速在沿路变化
虽然延光纤轴线传播路径最短,但轴线上的折射率大,光速最慢,而斜光线路径长,但光速快,所以时延小,降低了多径色散
BL积
BL<8c/(n1*deta^2)
几乎比阶跃光纤改善三个数量级