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光纤传输原理

光纤传输原理

作者:
祥泰伟业
来源:
2019/01/03
光信号在光纤中的传输过程是一个复杂性的电磁场问题。光纤芯的直径比传输光信号的波长高出几十倍,我们可以利用光学方法分析,使光纤传输原理变得简明直观。光纤传输原理    当光纤投射至两种折射率不同的介质交界上时,所产生的折射与发射的现象,对于多层介质所形成的多种界面而言,折射率为n1>n2>n3…>nm,那么摄入的光线会在各界面的射入角逐渐加大,直至产生全发射为止。受光的折射率变化的影响,入射光线会产

        光信号在光纤中的传输过程是一个复杂性的电磁场问题。光纤芯的直径比传输光信号的波长高出几十倍,我们可以利用光学方法分析,使光纤传输原理变得简明直观。

光纤线

光纤传输原理

       当光纤投射至两种折射率不同的介质交界上时,所产生的折射与发射的现象,对于多层介质所形成的多种界面而言,折射率为n1>n2>n3…>nm,那么摄入的光线会在各界面的射入角逐渐加大,直至产生全发射为止。受光的折射率变化的影响,入射光线会产生偏转作用,从而改变光的传输方向。

      光纤的结构由光纤芯、包层及套层构成。光纤芯和包层折射率不一样,光纤芯折射率主要为两种形式:连续分布和间断分布。套层起着保护光纤的作用,对光信号的传输没有增幅效果。

光纤结构

       入射光信号通过光纤的端面折射后才能进入光纤,一部分与轴向方向一致的光为直线传递。其余均投射到光纤芯和包层的交界处,形成全反射,这部分光和光轴会维持夹角,无损耗的在光纤信道中进行传输,也被称为传播光;以上是一种情况,另一种情况界面处仅有一部分光形成反射,另一部分进入包层,被套层吸收,反射光纤再次到达界面,再次产生损耗,无法传播,这部分光成为非传播光。对于长距离传输而言,仅传播光是实际有效的。

       在实际使用中,进入光纤的光基本都是轴面光。此外,还有一种光为泄露光,若光纤芯和包层交界处平坦光滑,这些光会形成反射并被传输,但实际上仅能达到部分发射。

光纤线

       进入了光纤中的光信号向芯包层界面传播时,光纤芯的折射率会逐渐减弱,受向心偏转影响,与轴线形成的夹角θ小于一定参数值的光纤,无法传播至界面形成反射,所以光纤芯内,呈波浪状无损地向前传播而形成传播光。

       根据上述可以得出,光纤芯与包层的折射率以及折射率的分布是影响光纤传播质量两大重要因素。

标签:光纤传输原理
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