第二章光纖通信物理學(xué)基礎(chǔ)

1、1光光 纖纖 通通 信信 簡簡 明明 教教 程程光纖通信原理)( m85. 03 . 155. 1197519761980損耗kmdB /2 . 020全面表達(dá)光纖損耗特性 1970 20 dB/km 現(xiàn) 0.2 dB/km袁國良袁國良 李元元李元元 編著編著主要參考書主要參考書 方強(qiáng)方強(qiáng)光纖通信光纖通信 西安電子科技大學(xué)出版社西安電子科技大學(xué)出版社 孫學(xué)康孫學(xué)康光纖通信技術(shù)光纖通信技術(shù) 北京郵電大學(xué)出版社北京郵電大學(xué)出版社2目目 錄錄第第1 1章章 光纖通信概述光纖通信概述第第2 2章章 光纖的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖的物理學(xué)基礎(chǔ)第第3 3章章 光纖光纖第第4 4章章 光源和光發(fā)射機(jī)光源和光發(fā)射機(jī)第第

2、5 5章章 光檢測器和光接收機(jī)光檢測器和光接收機(jī)第第6 6章章 光纖通信系統(tǒng)與工程光纖通信系統(tǒng)與工程第第7 7章章 SDHSDH技術(shù)技術(shù)第第8 8章章 光放大和色散補(bǔ)償技術(shù)光放大和色散補(bǔ)償技術(shù)第第9 9章章 波分復(fù)用技術(shù)波分復(fù)用技術(shù)第第1010章章 光纖通信的高新技術(shù)光纖通信的高新技術(shù)32.1 2.1 光的本質(zhì)光的本質(zhì) 2.2 2.2 光的反射、折射和全反射光的反射、折射和全反射2.3 2.3 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)2.4 2.4 光的吸收、色散和散射光的吸收、色散和散射2.5 2.5 激光原理激光原理 第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)本章內(nèi)容本章內(nèi)容42.1 2.1 光的本

3、質(zhì)光的本質(zhì)（1 1）光線是直線傳播的）光線是直線傳播的 利用全反射性質(zhì)可以讓光線沿著管道傳播利用全反射性質(zhì)可以讓光線沿著管道傳播（2 2）光具有波動(dòng)性）光具有波動(dòng)性 具有干涉、衍射和偏振等性質(zhì)具有干涉、衍射和偏振等性質(zhì)（3 3）光的量子性）光的量子性 一束光波就是一束光子流，光子不但具有能量一束光波就是一束光子流，光子不但具有能量E E 和動(dòng)量和動(dòng)量p p ，還具有波長，還具有波長和頻率和頻率： hE 光是電磁波，具有波動(dòng)性和粒子性光是電磁波，具有波動(dòng)性和粒子性 /hp 第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)52.1 2.1 光的本質(zhì)光的本質(zhì)光電效應(yīng)光電效應(yīng)1 1、每種金屬都

4、有一個(gè)確定的截止頻率、每種金屬都有一個(gè)確定的截止頻率0，當(dāng)入射光的頻率，當(dāng)入射光的頻率低于低于0 時(shí)，不論入射光多強(qiáng)，照射時(shí)間多長，都不能從金時(shí)，不論入射光多強(qiáng)，照射時(shí)間多長，都不能從金屬中釋放出電子。屬中釋放出電子。2、對于頻率高于、對于頻率高于0的入射光，從金屬中釋放出的電子的最的入射光，從金屬中釋放出的電子的最大動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只與光的頻率有關(guān)。頻率越高大動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只與光的頻率有關(guān)。頻率越高釋放出的電子的動(dòng)能就越大。釋放出的電子的動(dòng)能就越大。3、對于頻率高于、對于頻率高于0的入射光，即使入射光非常微弱，照射的入射光，即使入射光非常微弱，照射后也能立即釋放出電子。后也

5、能立即釋放出電子。第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)62.2 2.2 光的反射、折射和全反射光的反射、折射和全反射當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，且入射角大于當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，且入射角大于臨界角時(shí)，將發(fā)生光的全反射現(xiàn)象。臨界角時(shí)，將發(fā)生光的全反射現(xiàn)象。第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)72.3 2.3 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)1 1、光的電磁理論、光的電磁理論 18651865年麥克斯韋在總結(jié)前人實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，得出麥年麥克斯韋在總結(jié)前人實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，得出麥克斯韋方程組克斯韋方程組( (描寫電磁場分布變化規(guī)律的一組微描寫電磁場分布變化規(guī)律的一組微分方

6、程分方程)，并預(yù)言電磁波的存在。并預(yù)言電磁波的存在。 電磁場理論指出光是一種電磁波。電磁場理論指出光是一種電磁波。 通常所說的可見光的波長范圍在通常所說的可見光的波長范圍在0.40.40.76m0.76m之間，之間，而常用的光纖通信系統(tǒng)工作在近紅外區(qū)，波長為而常用的光纖通信系統(tǒng)工作在近紅外區(qū)，波長為0.80.81.8m1.8m，對應(yīng)的頻率為，對應(yīng)的頻率為167167375THz375THz。 第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)8真空中的電磁波具有以下性質(zhì)：真空中的電磁波具有以下性質(zhì)：(1)(1)電磁波是橫波電磁波是橫波(2)E (2)E 和和 H H 同相位同相位(3)E

7、 (3)E 和和 H H 幅值成正比幅值成正比(4)(4)電磁波的傳播速度與光相同，表明光波也是一種電磁波電磁波的傳播速度與光相同，表明光波也是一種電磁波(5)(5)電磁場的能量和能流可以用能量密度和能流密度來描述電磁場的能量和能流可以用能量密度和能流密度來描述 2.3 2.3 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)92.3 2.3 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)2、光的干涉、光的干涉1 1）光的相干性）光的相干性光矢量：在光波中，產(chǎn)生感光作用與生理作用的主要光矢量：在光波中，產(chǎn)生感光作用與生理作用的主要是電場強(qiáng)度是電場強(qiáng)度E E，所以電矢量，所以電矢量E E稱為光矢量。稱

8、為光矢量。由頻率相同，振動(dòng)方向相同，相位相同或相位差保持恒由頻率相同，振動(dòng)方向相同，相位相同或相位差保持恒定的兩個(gè)相干波源所發(fā)出的波是相干波定的兩個(gè)相干波源所發(fā)出的波是相干波，在兩束相干波，在兩束相干波相遇的區(qū)域里，有些點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)，有些點(diǎn)的振動(dòng)始相遇的區(qū)域里，有些點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)，有些點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱或完全抵消，即產(chǎn)生干涉現(xiàn)象終減弱或完全抵消，即產(chǎn)生干涉現(xiàn)象第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)102）獲得相干光的基本方法）獲得相干光的基本方法 將一光源上同一點(diǎn)發(fā)出的光波分成兩束，使它們經(jīng)將一光源上同一點(diǎn)發(fā)出的光波分成兩束，使它們經(jīng)過不同的傳播，然后在某一空間區(qū)域相遇，發(fā)生

9、迭加。過不同的傳播，然后在某一空間區(qū)域相遇，發(fā)生迭加。在此過程中，將在此過程中，將每一個(gè)波列光都分成兩個(gè)頻率相同、震每一個(gè)波列光都分成兩個(gè)頻率相同、震動(dòng)方向相同、相位差恒定的波列動(dòng)方向相同、相位差恒定的波列，則這兩個(gè)波列就是相，則這兩個(gè)波列就是相干光。通常用下列兩種方法獲得相干光：干光。通常用下列兩種方法獲得相干光： 分波振面法分波振面法 分振幅法分振幅法2.3 2.3 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)112.3 2.3 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)3）光的干涉規(guī)律）光的干涉規(guī)律 如果兩束相干光都在同一媒質(zhì)（如空氣）中傳播，如果兩束相干光都在同一媒質(zhì)（如空氣）中傳播

10、，則兩束相干光之間的相位差完全由它們所經(jīng)過的則兩束相干光之間的相位差完全由它們所經(jīng)過的幾何幾何路程路程差差r2 - r1來確定，即來確定，即 如果光通過不同媒質(zhì)時(shí)，光波的波長將隨媒質(zhì)不同如果光通過不同媒質(zhì)時(shí)，光波的波長將隨媒質(zhì)不同而變化，所以兩相干光之間的相位差就不能只由它們而變化，所以兩相干光之間的相位差就不能只由它們的幾何路程來決定。而由它們的的幾何路程來決定。而由它們的光程差光程差來決定。來決定。)(212rr 第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)122.3 2.3 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)3）光的干涉規(guī)律）光的干涉規(guī)律 幾何路程與光程的區(qū)別：幾何路程與光程的區(qū)別： 在經(jīng)典光

11、學(xué)理論中：在經(jīng)典光學(xué)理論中：光的光的幾何路程幾何路程是由光所經(jīng)過的光學(xué)器件的距離決定的是由光所經(jīng)過的光學(xué)器件的距離決定的， 而而光程光程是由光的幾何路程和光所經(jīng)過的介質(zhì)特性是由光的幾何路程和光所經(jīng)過的介質(zhì)特性(折射折射率率)決定的決定的。第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)13 光程與光程差光程與光程差 兩束光波在媒質(zhì)中傳播時(shí)其相位差為兩束光波在媒質(zhì)中傳播時(shí)其相位差為 則則 nr 叫做光程。相當(dāng)于把光在不同媒質(zhì)中的傳播都折叫做光程。相當(dāng)于把光在不同媒質(zhì)中的傳播都折算成光在真空中傳播。算成光在真空中傳播。 當(dāng)兩束相干光在不同媒質(zhì)傳播時(shí)，當(dāng)兩束相干光在不同媒質(zhì)傳播時(shí)，對干涉加強(qiáng)

12、對干涉加強(qiáng)(亮紋亮紋)和減弱和減弱(暗紋暗紋)條件起決定作用不是這兩束光的幾何路程條件起決定作用不是這兩束光的幾何路程差，而是光程差差，而是光程差。且滿足如下規(guī)律：。且滿足如下規(guī)律： nr2 ,.3, 2, 1)(,.3, 2, 121 kkkk （干涉加強(qiáng)）（干涉加強(qiáng)）（干涉減弱）（干涉減弱）第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)14光的干涉應(yīng)用光的干涉應(yīng)用 薄膜干涉原理在鍍膜技術(shù)中的應(yīng)用主要有薄膜干涉原理在鍍膜技術(shù)中的應(yīng)用主要有4 4個(gè)方面：個(gè)方面：1 1、是利用薄膜反射時(shí)，使某些波長的光因干涉而減弱，以增、是利用薄膜反射時(shí)，使某些波長的光因干涉而減弱，以增加透射光的強(qiáng)度

13、，這種薄膜稱為增透膜。加透射光的強(qiáng)度，這種薄膜稱為增透膜。2 2、是利用薄膜表面反射時(shí)，使某些波長的光因干涉而加強(qiáng)，、是利用薄膜表面反射時(shí)，使某些波長的光因干涉而加強(qiáng)，以減少透射光的強(qiáng)度，這種薄膜稱為增反膜。以減少透射光的強(qiáng)度，這種薄膜稱為增反膜。3 3、用于制作激光器的諧振腔。、用于制作激光器的諧振腔。4 4、制作高分辨率的光譜儀器用于分析光譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)。、制作高分辨率的光譜儀器用于分析光譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)。第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)151）光的衍射現(xiàn)象）光的衍射現(xiàn)象 光波能繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫光的衍射。光波能繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫光的衍射。當(dāng)障礙物的線

14、度和光的波長可以相比時(shí)就會(huì)發(fā)生光的當(dāng)障礙物的線度和光的波長可以相比時(shí)就會(huì)發(fā)生光的衍射現(xiàn)象。衍射現(xiàn)象。 利用光的衍射現(xiàn)象可以制作光網(wǎng)絡(luò)中的光學(xué)器件，利用光的衍射現(xiàn)象可以制作光網(wǎng)絡(luò)中的光學(xué)器件，例如分光器、波分復(fù)用器、波分解復(fù)用器等。例如分光器、波分復(fù)用器、波分解復(fù)用器等。2.3 2.3 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)2、光的衍射、光的衍射第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)164、光的偏振、光的偏振 光的干涉和衍射現(xiàn)象揭示了光的波動(dòng)性，但并不光的干涉和衍射現(xiàn)象揭示了光的波動(dòng)性，但并不能確定光是橫波還是縱波，光的偏振現(xiàn)象清楚地證明能確定光是橫波還是縱波，光的偏振現(xiàn)象清楚地證明了光是橫波。了光

15、是橫波。2.3 2.3 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)172.3 2.3 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué) 光的偏振現(xiàn)象光的偏振現(xiàn)象 線偏振光線偏振光 光矢量只沿一個(gè)固定的方向振動(dòng)的光光矢量只沿一個(gè)固定的方向振動(dòng)的光 自然光自然光 平均來看，光矢量對于光的傳播方向呈軸對稱均勻平均來看，光矢量對于光的傳播方向呈軸對稱均勻分布，沒有任何一個(gè)方位更占優(yōu)勢，這種光稱為自然光。分布，沒有任何一個(gè)方位更占優(yōu)勢，這種光稱為自然光。 部分偏振光部分偏振光 自然光在傳播過程中，由于外界的某種作用，造成自然光在傳播過程中，由于外界的某種作用，造成各個(gè)振動(dòng)方向上的強(qiáng)度不等，使某一方向的振動(dòng)

16、比其他各個(gè)振動(dòng)方向上的強(qiáng)度不等，使某一方向的振動(dòng)比其他方向占優(yōu)勢，這種光叫作部分偏振光。方向占優(yōu)勢，這種光叫作部分偏振光。 4、光的偏振、光的偏振第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)182.3 2.3 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué) 起偏和檢偏起偏和檢偏 從自然光獲得偏振光的過程叫起偏。從自然光獲得偏振光的過程叫起偏。 偏振片允許通過的光振動(dòng)方向，稱作偏振化方向，也偏振片允許通過的光振動(dòng)方向，稱作偏振化方向，也 叫透光軸。叫透光軸。 檢驗(yàn)偏振光的過程，稱為檢偏。檢驗(yàn)偏振光的過程，稱為檢偏。 利用偏振片可以起偏和檢偏利用偏振片可以起偏和檢偏4、光的偏振、光的偏振第第2 2章章 光纖通信的物

17、理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)19馬呂斯定律馬呂斯定律自然光入射到偏振片上，透射光滿足馬呂斯定律：自然光入射到偏振片上，透射光滿足馬呂斯定律： I=II=I0 0 cos2cos2 式中：式中：=0 =0 時(shí)，時(shí)，I=II=I0 0 ，透射光強(qiáng)最大；，透射光強(qiáng)最大； =/2 =/2 時(shí)，時(shí)，I=II=I0 0 ，透射光強(qiáng)為零；，透射光強(qiáng)為零； 00 N2 N1 N2 這時(shí)受激吸收這時(shí)受激吸收 受激輻射受激輻射 無光放大無光放大要獲得光放大，就必須有高能級粒子數(shù)要獲得光放大，就必須有高能級粒子數(shù)N2N2大于低能級大于低能級粒子數(shù)粒子數(shù)N1N1的分布，稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。的分布，稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。

18、 要想光放大必須：要想光放大必須： 受激輻射受激輻射 受激吸收受激吸收 即即 N2 N1 N2 N1 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)2.5 2.5 激光原理激光原理第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)292 2 激活物激活物2.5 2.5 激光原理激光原理增益系數(shù)增益系數(shù) G： 處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的工作物質(zhì)稱為激活物質(zhì)，又叫增處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的工作物質(zhì)稱為激活物質(zhì)，又叫增益物質(zhì)。益物質(zhì)。 用增益系數(shù)用增益系數(shù) G 表示表示 是光波波長，是光波波長， 是光頻寬度，是光頻寬度，n 是增益物質(zhì)的折射率，是增益物質(zhì)的折射率，2 是高能級是高能級 E2 上的粒子壽命，上的粒子壽命，N 是兩能

19、級上的粒子反是兩能級上的粒子反轉(zhuǎn)分布濃度即轉(zhuǎn)分布濃度即N2 N1NfnG 228 第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)302 2 激活物激活物 因此，實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是產(chǎn)生激光的必要條件。因此，實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是產(chǎn)生激光的必要條件。 而形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，必須具備下述兩個(gè)條件：而形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，必須具備下述兩個(gè)條件： 要有激活介質(zhì)或增益介質(zhì)（光放大）。要有激活介質(zhì)或增益介質(zhì)（光放大）。 要有激勵(lì)或稱為泵浦。要有激勵(lì)或稱為泵浦。 （從外界輸入能量）（從外界輸入能量）2.5 2.5 激光原理激光原理第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)313 3 光學(xué)諧振腔光學(xué)諧振腔

20、 增益物質(zhì)（激活物）只能使光得到放大，要形增益物質(zhì)（激活物）只能使光得到放大，要形成激光振蕩還必須要有光學(xué)諧振腔。成激光振蕩還必須要有光學(xué)諧振腔。 因?yàn)樵谄浼?lì)下的受激輻射是隨機(jī)的，所輻射因?yàn)樵谄浼?lì)下的受激輻射是隨機(jī)的，所輻射的光的相位、頻率、和方向是互不相關(guān)的。激光必的光的相位、頻率、和方向是互不相關(guān)的。激光必須是全同光子（須是全同光子（同頻率、同相位、同方向同頻率、同相位、同方向）。）。2.5 2.5 激光原理激光原理第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)323 3 光學(xué)諧振腔光學(xué)諧振腔a a：輻射光平行于諧振腔軸線。：輻射光平行于諧振腔軸線。b b：輻射光往返一次的相

21、位差等于：輻射光往返一次的相位差等于 2 2 的整數(shù)倍。即：的整數(shù)倍。即： L激光輸出部分反射鏡反射鏡ZM1r1M2r1諧振腔長度mLm2mmmmmmffvCn000mnLnmm20nLCmCfmm200 振蕩過程振蕩過程 諧振條件諧振條件根據(jù)折射率 n 的定義（nC/v）和 物理學(xué)中 v / f 的關(guān)系 有所以有：所以有：當(dāng)滿足上式時(shí)，即可在腔中形成諧振當(dāng)滿足上式時(shí)，即可在腔中形成諧振m為整數(shù)，m是與m相對應(yīng)的諧振腔中的光波長n0m為諧振腔輸出至空氣中的光的諧振波長為諧振腔輸出至空氣中的光的諧振波長第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)333 光學(xué)諧振腔光學(xué)諧振腔 閾值條件

22、 激光器能產(chǎn)生振蕩的最低限度稱為激光器的閾值 閾值條件為 di是除反射鏡透射損耗以外的其它所有損耗所引起的衰減系數(shù)；L是諧振腔的長度；r1、r2 是反射鏡M1、M2的反射系數(shù)。 閾值大小決定于光學(xué)諧振腔內(nèi)的固有損耗，損耗越小，閾值條件越低，激光器就越容易起振。211ln21rrLdGith 第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)34光學(xué)諧振腔光學(xué)諧振腔 選頻作用選頻作用 光學(xué)諧振腔還具有選頻作用，因?yàn)橐a(chǎn)生激光光學(xué)諧振腔還具有選頻作用，因?yàn)橐a(chǎn)生激光就必須選擇傳播方向和頻率一定的某一光信號優(yōu)先放就必須選擇傳播方向和頻率一定的某一光信號優(yōu)先放大，將其他方向和頻率的光抑制掉。大，

23、將其他方向和頻率的光抑制掉。 第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)35產(chǎn)生激光的條件產(chǎn)生激光的條件綜上所述要能產(chǎn)生激光，必須具備以下三個(gè)條件綜上所述要能產(chǎn)生激光，必須具備以下三個(gè)條件1 1）激光工作物質(zhì)）激光工作物質(zhì)2 2）激勵(lì)源）激勵(lì)源3) 3) 光學(xué)諧振腔光學(xué)諧振腔第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)364激光的模式激光的模式 輸出激光的影響因素有：輸出激光的影響因素有： 光學(xué)諧振腔的腔長光學(xué)諧振腔的腔長L L的影響的影響 光學(xué)諧振腔反射鏡的大小和形狀的影響光學(xué)諧振腔反射鏡的大小和形狀的影響 分別稱為分別稱為縱模特性和橫模特性縱模特性和橫模特性。 (

24、1) (1) 縱模特性縱模特性 原子從高能級躍遷到低能級產(chǎn)生輻射時(shí)，由于躍遷原子從高能級躍遷到低能級產(chǎn)生輻射時(shí)，由于躍遷的能級不同，粒子碰撞時(shí)間的隨機(jī)性，所發(fā)出的普線總的能級不同，粒子碰撞時(shí)間的隨機(jī)性，所發(fā)出的普線總有一定的寬度，既有一定的頻率范圍，稱為頻寬。頻寬有一定的寬度，既有一定的頻率范圍，稱為頻寬。頻寬越小，單色性越好。激光就有很好的單色性。越小，單色性越好。激光就有很好的單色性。第第2 2章章 光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)374激光的模式激光的模式 激光的單色性來自于腔內(nèi)形成的穩(wěn)定駐波，激光的單色性來自于腔內(nèi)形成的穩(wěn)定駐波，在激光諧振腔內(nèi)，每一個(gè)諧振頻率對應(yīng)一個(gè)駐在激光諧振腔內(nèi)，每一個(gè)諧振頻率對應(yīng)一個(gè)駐波模式，也就對應(yīng)著沿縱向傳播的一種振蕩模波模式，也就對應(yīng)著沿縱向傳播的一種振蕩模式。這種縱向振蕩模式稱為縱模式。這種縱向振蕩模式稱為縱模