导波光学基础:光在光导纤维中的传播(上)

导波光学：

以光的电磁理论为基础，研究光在光学波导中的传播、散射、偏振、衍射等效应，是各种光波导器件和光纤技术的理论基础。

研究领域：

纤维光学与集成光学

一、光纤的结构和类型

1、光纤的结构:

2、光纤的种类：

阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤：按光纤横截面折射率分布划分。

单膜光纤和多膜光纤：按光传输模式划分。

特种光纤：如塑料光纤、导电光纤、空心光纤、发光光纤、保偏光纤等。

二、光纤的结构参数

1、光纤尺寸：

光纤结构尺寸包括纤芯直径和包层外径

2、数值孔径NA

数值孔径越大，光纤的集光能力越强，能进入光纤的光通量越多。

3、相对折射率差Δ

4、归一化频率（或结构参量）

归一化频率是一个与光纤中能够传输的模式数有关的参数。

5、折射率分布

三、光纤的传播损耗和色散

1、光纤的损耗

光纤的损耗除材料本身的吸收和损耗以外，还包括纤芯折射率不均匀引起的散射（瑞利散射）损耗、光纤弯曲引起的损耗、纤维间永久性并接及由连接器连接引起的对接损耗；输入、输出端的耦合损耗；纤芯与包层间界不规则引起的界面损耗等。

2、光纤的色散

一个脉冲在光纤中传输时，其脉冲展宽，这就是光纤的色散。光纤的色散有材料色散、结构色散和模式色散三种。