重庆大学电磁波原理课程（论文）光纤中的模场散布特性业：电子科学与技能重庆大学光电工程学院一一年十二月ElectromagneticwaveprincipleChongqingUniversitymodefielddistributionopticalfiberUndergraduate:Supervisor:Major:ElectronicScienceTechnologyCollegeOptoEectronicEngineeringChongqingUniversityDecember2011高分子光导纤维开发之初，仅用于轿车照明灯的操控和装饰。现在首要用于医学、装饰、轿车、船只等方面，以显现元件为主。在通讯和图画传输方面，高分子光导纤维的运用日益增多，工业上用于光导向器、显现盘、标识、开关类照明调理、光学传感器等。光能量不完全会集在纤芯中传输，部分能量在包层中传输，纤芯的直径不能反映光纤中光能量的散布，所以提出了模场直径的概念。模场直径便是描绘单模光纤中光能会集程度的参量。当经过光纤的能量密度过大时，会引起光纤的非线性效应，构成体系的光信噪比下降，大大影响体系功用。本文对光纤中的模场特性细作剖析，研讨模场的高斯场散布近似，一起提出若干丈量模场直径的有用计划。关键词：光纤模场直径高斯场线光纤首要参数..................................................................................1.3光纤运用2.1概念引进2.2单模光纤2.3多模光纤单模光纤模场丈量计划...................................................................123.1直接远场扫描法3.2远场可变孔径法3.3近场扫描法单模光纤模场散布近似.................................................................38总结................................................................................................38称谢.................................................................................................38参考文献............................................................................................40光纤简介1.1光纤原理光纤是光导纤维的简写，是一种运用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而到达的光传导东西。前香港中文大学校长高锟和GeorgeHockham首要提出光纤能够用于通讯传输的想象，高锟因而取得2009年诺贝尔物理学奖。根本原理：1.光是一种电磁波可见光部分波长规模是：390~760nm(毫微米)。大于760nm部分是红外光，小于390nm部分是紫外光。光纤中运用的是：850，1310，1550三种。2.光的折射，反射和全反射。因光在不同物质中的传达速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会发生折射和反射。并且，折射光的视点会随入射光的视点改变而改变。当入射光的视点到达或超越某一视点时，折射光会消失，入射光悉数被反射回来，这便是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射视点是不同的（即不同的物质有不同的光折射率），相同的物质对不同波长光的折射视点也是不同。光纤通讯便是依据以上原理而构成的。微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够曲折而不至于开裂。一般，光纤的一端的发射设备运用发光二极管（lightemittingdiode,LED）或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接纳设备运用光敏元件检测脉冲。在日常日子中，因为光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤被用作长间隔的信息传递。大都光纤在运用前必须由几层维护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆.光纤外层的维护结构可防止周围环境对光纤的损伤,如水,火,电击等.光缆分为:光纤,缓冲层及披覆.光纤和同轴电缆类似，仅仅没有网状屏蔽层。中心是光传达的玻璃芯。在多模光纤中，芯的直径是15μm~50μ大致与人的头发的粗细适当。而单模光纤芯的直径为8μm~10μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光线坚持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套，用来维护封套。光纤一般被扎成束，外面有外壳维护。纤芯一般是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆,易开裂,因而需求外加一维护层。1.2光纤首要参数1.光纤结构：光纤裸纤一般分为三层：中心高折射率玻璃芯（芯径一般为50或62.5μ低折射率硅玻璃包层（直径一般为125μm），最外是加强用的树脂涂层。2.数值孔径：入射到光纤端面的光并不能悉数被光纤所传输，仅仅在某个视点规模内的入射光才能够。这个视点就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些关于光纤的对接是有利的。不同厂家出产的光纤的数值孔径不同（AT&TCORNING）。3.光纤的品种：光纤的品种许多，依据用处不同，所需求的功用和功用也有所差异。但关于有线电视和通讯用的光纤，其规划和制作的准则根本相同，比如：损耗小；有必定带宽且色散小；接线简单；易于成统；可靠性高；制作比较简单；价廉等。光纤的分类首要是从作业波长、折射率散布、传输形式、原资料和制作办法上作一概括的，兹将各种分类举例如下。（1）作业波长：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤（0.85pm、1.3pm、1.55pm）。重庆大学电磁波原理（论文）（2）折射率散布：阶跃（SI）型光纤、近阶跃型光纤、突变（GI）型光纤、其它（如三角型、洼陷型等）。（3）传输形式：单模光纤（含偏振坚持光纤、非偏振坚持光纤）、多模光纤。（4）原资料：石英光纤、多成分玻璃光纤、塑料光纤、复合资料光纤（如塑料包层、液体纤芯等）、红外资料等。按被覆资料还可分为无机资料（碳等）、金属资料（铜、镍等）和塑（5）制作办法：预塑有汽相轴向堆积（VAD）、化学汽相堆积（CVD）等，拉丝法有管律法（Rodintube）和双坩锅法等。1.3光纤运用高分子光导纤维开发之初，仅用于轿车照明灯的操控和装饰。现在首要用于医学、装饰、轿车、船只等方面，以显现元件为主。在通讯和图画传输方面，高分子光导纤维的运用日益增多，工业上用于光导向器、显现盘、标识、开关类照明调理、光学传感器等。通讯运用多股光导纤维做成的光缆可用于通讯，它的传导功用杰出，传输信息容量大，一条通路可一起包容数十人通话。能够一起传送数十套电视节目，供自在选看。运用光导纤维进行的通讯叫光纤通讯。一对金属电话线至多只能一起传送一千多路电话，而依据理论 核算，一对细如蛛丝的光导纤维能够一起通一百亿路电话！ 医学运用 光导纤维内窥镜可导入心脏和脑室，丈量心脏中的血压、血液中氧的饱和度、体温等。 用光导纤维衔接的激光手术刀已在临床运用，并可用作光敏法治癌。 传感器运用 光导纤维能够把阳光送到各个旮旯，还能够进行机械加工。核算机、机器人、轿车配电 盘等也已成功地用光导纤维传输光源或图画。如与灵敏元件组合或运用自身的特性,则能够做 成各种传感器,丈量压力、流量、温度、位移、光泽和色彩等。在能量传输和信息传输方面也 取得广泛的运用。 光纤艺术运用 因为光纤的杰出的物理特性，光纤照明和LED 照明已越来越成为艺术装饰美化的用处。 重庆大学电磁波原理（论文） 光纤中的模场2.1 概念引进 模场直径(MFD--Mode Field Diameter)，用来表征在单模光纤的纤芯区域基模光的散布 状况。基模在纤芯区域轴心线处光强最大，并跟着违背轴心线的间隔增大而逐步削弱。 直径的巨细与所运用的波长有联系，跟着波长的添加模场直径增大。1310nm典型值：9.2

  辽宁省鞍山市普通高中2022-2023学年高二下学期期末考试英语（A卷）试题含答案