《光纤光学教学课件》第十七讲
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---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------光纤光学课件第一章1幻灯片 1 光纤光学第一章光纤传输的基本理论 W-C Chen Foshan Univ. 幻灯片 2 1. 前言低损耗光纤的问世导致了光波技术领域的革命,开创了光纤通信的时代。
光纤在工程上的使用促使人们需要对光纤进行深入研究,形成一门新的学科光纤光学。
幻灯片 3 光纤的分类幻灯片 4 2实用光纤主要的三种基本类型 (a) 突变型多模光纤; (b) 渐变型多模光纤;(c )单模光纤横截面2a2brn折射率分布纤芯包Ait(a)输入脉冲光线传播路径~多模光纤幻灯片 5 阶跃折射率光纤剖面测量图(华工光通信研究所)3 单模光纤多模光纤幻灯片 6 光纤结构光纤(Optical Fiber)是由中心的纤芯(Core)和外围的包层(Cladding)同轴组成的圆柱形细丝。
纤芯的折射率比包层稍高,损耗比包层更低,光能量主要在纤芯内传输。
包层为光的传输提供反射面和光隔离,并起一定的机械保护作用。
设纤芯和包层的折射率分别为 n1 和 n2,光能量在光纤中传输的必要条件是n1n2。
幻灯片 7 主要用途:1 / 15突变型多模光纤只能用于小容量短距离系统。
渐变型多模光纤适用于中等容量中等距离系统。
单模光纤用在大容量长距离的系统。
特种单模光纤大幅度提高光纤通信系统的水平 1.55 m 色散移位光纤实现了 10 Gb/s 容量的 100 km 的超大容量超长距离系统。
色散平坦光纤适用于波分复用系统,这种系统可以把传输容量提高几倍到几十倍。
偏振保持光纤用在外差接收方式的相干光系统,这种系统最大优点是提高接收灵敏度,增加传输距离。
4幻灯片 8 2.光纤的研究方法光线理论几何光学方法波动光学方法适用条件研究对象光线模式基本方程射线方程波导场方程研究方法折射/反射定理边值问题主要特点约束光线模式幻灯片 9 光线理论光线分类子午光线倾斜光线射线方程几何光学法分析问题的两个出发点数值孔径时间延迟幻灯片 10 设纤芯和包层折射率分别为 n1 和 n2,空气的折射率 n0=1,纤芯中心轴线与 z 轴一致。
第一章绪论¾光纤技术的起源;¾光通信的需求;为什么是光纤;¾光纤及其分类;¾光纤的制作;¾光纤光学的内容及发展通信的发展给社会和人们的生活方式带来革命性的变化通信促进各行业的发展通信网和应用工业自动化电子政务医疗卫生智能家居智慧农业§1 光纤的出现和发展通信改变人们的生活方式4通信网和应用投资理财旅游订票网上购物交友聊天游戏娱乐带来革命性的变化给人们带来的困扰5通信网和应用包括诈骗在内的网络犯罪日益猖獗上网和游戏成瘾个人信息和公司机密的泄露带来革命性的变化交通安全¾通俗讲的通信是人们在日常生活中相互之间传递信息的过程。
(信息是消息中包含的有意义的内容)¾现代通信技术,就是随着科技的不断发展,如何采用最新的技术来不断优化通信的各种方式,让人与人的沟通变得更为便捷、有效。
现代通信技术通信系统有线通信系统有线载波通信光通信架空明线对称电缆同轴电缆空间光通信光纤通信无线通信系统微波中继通信卫星通信移动通信微波散射通信流星余迹通信中继站终端站地面微波中继通信干线己被光纤取代多工作在3000MHz 以上频段,通过中继站接力传输。
60,70年代曾是通信干线的主要方式之一。
数字微波通信:利用波长为1m~1mm 范围内的电磁波通过中继站传输信号的一种通信方式。
注:移动通信、卫星通信、无线接入虽工作在微波频段,但一般不划归于微波通信这一类。
“微波通信”一般是指微波接力通信。
卫星通信:利用人造地球卫星作为中继站来转发或反射无线电波,在两个或多个地球站之间进行通信的技术。
优点: 通信距离远,覆盖面大,不受地形条件限制,可达海洋、沙漠、高山。
缺点:可靠性不及光纤、微波中继通信卫星移动通信:指通信双方至少有一方在移动中进行的信息交换的通信。
己成为目前世界最普及的通信工具。
当前主要推广第三代(3G),正在研究发展第四代。
至公用电话网车载台手持机移动电话局基站公用移动电话系统结构示意图光纤通信:是以光波为载频,以光导纤维为传输介质的一种通信方式,其主要特点是频带宽,比常用微波频率高104~105倍。