欢迎进入激光二极管LIV测试仪/MPO极性测试仪网站
全国服务热线
021-57733732
模式和光纤结构和导光原理
时间: 2022-07-02 16:37 浏览次数:
模式分为横模和纵模。横模是指垂直于光传输方向横截面上光场的分布,简言之就是横截面上光强分布,如基模,高阶模。而纵模指的是激光器的激射模式,指的是谐振频率或波长,如

 

模式分为横模和纵模。横模是指垂直于光传输方向横截面上光场的分布,简言之就是横截面上光强分布,如基模,高阶模。而纵模指的是激光器的激射模式,指的是谐振频率或波长,如单纵模,多纵模。

光纤的结构本身仅包含折射率(掺杂浓度或成分不同)的包层和纤芯组成的。但为了加强其机械性能,一般还会在外面加上涂覆层和保护套,真正工程应用的时候还会做成光缆,多根光纤,并加强保护,便于施工和维护,如图1所示。

光纤的导光原理,往简单了说就是全反射,需要满足两个条件,一个是芯层折射率大于包层的,另一个是在反射面上的入射角大于临界角,这一点对应到端面上的入射角应该小于某个临界值,如图2所示,不断减小端面的入射角度,最终就可以完全把光限制在芯层中。(利用菲涅尔折射公式很容易计算临界角)。当然,光纤的导光原理远比这复杂,需要用到光纤光学,光波导理论,电磁场与电磁波等专业的知识,求解各种Maxwell方程组,精确地得到不同参数下光纤中的每个本征解,也就是横模了。然而这些知识,大多数人在日常生活工作中是用不上的。

通常来讲,光纤的指标主要包括:

a) 结构参数,纤芯直径(模块直径),芯层,包层折射率(或剖面上的分布)

b) 性能参数:截止波长,色散系数,损耗系数,非线性系数

光纤包层直径一般都是125um, 对于单模光纤纤芯直径,一般8~10um,而多模通常是62.5um 或50um。截止波长指的是满足单模工作的最小波长,光纤中的模式数量与纤芯直径,芯包层相对折射率差相关,一般芯径越大,模式数越多,截止波长越大。相对折射率差越大,光纤对光的束缚力越强,截止波长越大。光纤色散通常包含:色度色散,不同频率成份传输速度不同引起的脉冲展宽。色度色散包括波导色散和材料色散,具体的波导色散,指全反射时临界面上部分光先进入到包层后又返回芯层,这部分的光也会造成光脉冲展宽,而材料色散,指波导材料对不同频率的光的折射率不同引起的传输速度的差异导致的脉冲展宽。模式色散,指不同模式之间传输路径不同,导致的时延扩展,这个只在多模光纤中存在。另外,还有偏振模色散,光纤中不同偏振态上传输速度的差异(光纤非对称性,工艺缺陷,应力等可造成),也会引起偏振模色散。

光纤的损耗则包括固有损耗和附加损耗。附加损耗很容易理解,就是在使用的时候由于弯曲,连接,拉伸等造成的额外损耗。固有损耗是光纤材料和结构决定的,如本征吸收和瑞利散射。

下面具体讲讲常用的光纤有哪些类型吧。根据ITU-T的标准,通信光纤分为:G.651~ G.657共7个大类。其中G.651是多模光纤,G.652~G.657是单模光纤。

单模和多模的区别,除了纤芯直径的区别外,光在光纤里面传输的路径形态也不同,如图3所示。

下一篇:多模光纤
推荐文章:

Copyright © 激光二极管LIV测试仪/MPO极性测试仪 版权所有 沪ICP备13024891号-5
全国服务电话:021-57733732   传真:021-57733732
公司地址:上海青浦区练东路3号