【冶金精品文档】光纤和光缆.pptx

2.1PhysicsofLight:ABriefOverview2.2OpticalFibers--Basics2.3OpticalFibers—ADeeperLook2.4SingleModeFibers—Basics2.5SingleModeFibers—ADeeperLook2.6FabricationCablingandInstallation2.7FiberCableConnectorizationandTesting2.1PhysicsofLight:ABriefOverviewTheNatureofLight1、当一束光线按照一定的角度射向一块平面镜时它就会从镜面“反弹”出去这种“反弹”现象就叫做光的反射这种反射叫做菲涅尔反射。预备知识要产生全反射必须有两个条件：第一光必须从折射率大的介质射入折射率小的介质；其次入射角必须大于临界角。二者缺一不可。光从折射率低的介质向折射率高的介质入射时是绝对不会产生全反射的。5、光也是电磁波是一种波长更短的电磁波。ElectromagneticSpectrum1000pm(picometer)=1nm(nanometer)1000m=1mm(millimeter)1000nm(nanometer)=1m(micrometer)1000mm=1m(meter)(~40inches）7、TheLogarithmicScale8、Coherence（相干）2.1光纤结构和类型初识光纤光纤的结构光纤的结构现在所说的通信光纤是由纤芯和包层两部分组成的如前图所示。纤芯区域完成光信号的传输；包层则是将光封闭在纤芯内并保护纤芯增加光纤的机械强度。两区域中掺杂情况不同因而折射率也不同。纤芯的折射率一般是1.463～1.467（根据光纤的种类而异）包层的折射率是1.45～1.46左右。也就是说纤芯的折射率比包层的折射率稍微大一些。这就满足了全反射的一个条件。当纤芯内的光线入射到纤芯与包层的交界面时只要其入射角大于临界角就会在纤芯内发生全反射光就会全部由交界面偏向中心。当碰到对面交界面时又全反射回来如下图所示：光纤中的光就是这样在芯包交界面上不断地来回全反射传向远方而不会漏射到包层中去。当光纤弯曲时光线是否还能沿光纤传播呢？因为任何通信线路都不可能完全笔直。回答是肯定的。当光纤拐弯时如上图（b）所示只要弯曲不十分厉害光也不会折射到包层中去仍然会全反射回来只是来回反射的次数增多了。弯曲给光纤带来的光能损耗是很小的例如把1km光纤绕在直径约10cm的圆筒上所增加的光能损耗只有万分之几可以忽略不计。光纤的分类：材料光纤的分类：传输模式多模光纤单模光纤光纤的分类：传输窗口光纤的分类：传输窗口光纤的分类：传输窗口光纤的分类：折射率分布光纤的分类：折射率分布光纤的分类：折射率分布单模：8/125μm9/125μm10/125μm多模：50/125μm欧洲标准62.5/125μm美国标准工业医疗和低速网络：100/140μm200/230μm塑料光纤：98/1000μm用于汽车控制。光纤的性能参数Mediuminsertionloss:ConnectorTechnologyConnectorBrands光纤连接器类型光纤连接器类型光纤连接器的主要技术指标ConnectorInspectionConnectorCareSplices2.2光纤传输理论导波光：受到约束的光波光波导：约束光波传输的媒介介质光波导三要素：“芯/包”结构凸形折射率分布n1>n2低传输损耗单模：8~10mm对称波导：芯区周围的介质折射率相同非对称波导：芯区周围的介质折射率不同光波如何进入光波导？（模式的激励）光波在光波导中如何传播？(模式分布)光波导的基本特征参数及测试技术光波导耦合技术光波导有源与无源器件光波导中的非线性效应光波导传感技术光波导集成技术《光波导技术》的参考书目光纤传输理论光纤传输理论-几何光学方法几何光学方法-射线方程子午光线：限制在子午平面内传播的光线与光轴相交倾斜光线：轨迹曲线不限制在一个平面内不过光轴子午平面突变型多模光纤：均匀折射率分布（STEPINDEX）Typesoffibers:MMF折射率分布:光线轨迹:限制在子午平面内传播的锯齿形折线。光纤端面投影线是过园心交于纤壁的直线。导光条件:临界角:相对折射率差:数值孔径:定义光纤数值孔径NA为入射媒质折射率与最大入射角的正弦值之积即入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输只是在某个角度范