光波導(dǎo)理論教學(xué)-緒論ppt課件

1、光波導(dǎo)理論緒 論1、通信歷史的回顧 烽火臺(tái)報(bào)警通信1880年，美國(guó)人貝爾(Bell)發(fā)明了用光載波傳送 話音的“光電話1960年，美國(guó)人梅曼(Maiman)發(fā)明了第一臺(tái) 紅寶石激光器，使沉睡了80年的光通信進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。1966年，英籍華裔學(xué)者高錕(C.K.Kao和霍克哈姆(C.A.Hockham)發(fā)表了關(guān)于傳輸介質(zhì)新概念的論文，指出利用光纖(Optical Fiber)進(jìn)行信息傳輸?shù)目赡苄院图夹g(shù)途徑，奠定了現(xiàn)代光通信基礎(chǔ) 1970年，美國(guó)康寧(Corning)公司研制成功損耗20dB/km的石英光纖。把光纖通信的研究開(kāi)發(fā)推向一個(gè)新階段。 1973年，美國(guó)貝爾(Bell) 實(shí)驗(yàn)室的光纖損

2、耗降低到2.5dB/km 。 1974 年降低到1.1dB/km 。 1976 年，日本電報(bào)電話(NTT)公司將光纖損耗降低到0.47 dB/km(波長(zhǎng)1.2m） 波長(zhǎng)為1.55 m的光纖損耗： -1979 年：0.20 dB/km -1984年：0.157 dB/km -1986 年：0.154 dB/km, 接近了光纖最低損耗的理論極限。緒 論 1980 年，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化FT - 3光纖通信系統(tǒng)投入商業(yè)應(yīng)用 1983年敷設(shè)了縱貫日本南北的光纜長(zhǎng)途干線 1988年第一條橫跨大西洋海底光纜通信系統(tǒng)TAT-8建成 1989年第一條橫跨太平洋海底光纜通信系統(tǒng)TPC-3/HAW-4建成緒 論緒 論光纖

3、通信發(fā)展粗略分為三個(gè)階段： 第一階段19661976年）： 基礎(chǔ)研究到商業(yè)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)時(shí)期 第二階段(19761986年): 高傳輸速率和增加傳輸距離為研究目標(biāo)和大力推廣應(yīng)用的大發(fā)展時(shí)期。 第三階段(19862019年): 超大容量超長(zhǎng)距離為目標(biāo)、全面深入開(kāi)展新技術(shù)研究緒 論光通信現(xiàn)狀：全球：光纖用量約2.36億芯公里2019年） ，累計(jì)用量已超過(guò)18億芯公里 國(guó)內(nèi)：光纖用量約1.16億芯公里2019年） ，累計(jì)用量光纖超過(guò)6億芯公里 100Gb/s系統(tǒng)開(kāi)始商用 2019年最大傳輸距離達(dá)10.7Tb/s 10608km、2019年單纖最大系統(tǒng)容量達(dá)102.3Tb/s 240km。 緒 論光波導(dǎo)的

4、基本概念 導(dǎo)波光：受到約束的光波 光波導(dǎo)：約束光波傳輸?shù)拿浇?介質(zhì)光波導(dǎo)三要素： “芯 / 包構(gòu)造 凸形折射率分布，n1n2 低傳輸損耗緒 論光波導(dǎo)的分類(lèi)光波導(dǎo)的分類(lèi) 薄膜波導(dǎo)平板波導(dǎo)） 矩形波導(dǎo)條形波導(dǎo)） 園柱波導(dǎo)光纖） 對(duì)稱(chēng)與非對(duì)稱(chēng)波導(dǎo)光波導(dǎo)的進(jìn)一步分類(lèi)光波導(dǎo)的進(jìn)一步分類(lèi)l按折射率分布：l均勻折射率分布光波導(dǎo)；漸變折射率分布光波導(dǎo)l按傳播模式：l單模光波導(dǎo)；多模光波導(dǎo)l按材料：l石英、塑料與紅外光波導(dǎo)、III-V族材料光波導(dǎo)l特種光波導(dǎo)光纖）：l保偏(單偏振)光纖；有源光纖；晶體光纖l零/非零色散位移光纖；負(fù)色散光纖；l特殊涂層光纖；耐輻射光纖；發(fā)光光纖緒 論對(duì)稱(chēng)對(duì)稱(chēng)/ /非對(duì)稱(chēng)波導(dǎo)非對(duì)稱(chēng)波導(dǎo) 對(duì)稱(chēng)波導(dǎo)： 芯區(qū)周?chē)慕橘|(zhì)折射率相同 非對(duì)稱(chēng)波導(dǎo)： 芯區(qū)周?chē)慕橘|(zhì)折射率不同緒 論光波導(dǎo)技術(shù)的廣闊應(yīng)用領(lǐng)域光波導(dǎo)技術(shù)的廣闊應(yīng)用領(lǐng)域光波導(dǎo)技術(shù)有源無(wú)源器件光纖通信干線光交換接入網(wǎng) AON DWDM OADM OTDM FTTC,B,O,H 位移、振動(dòng) 溫度、壓力 應(yīng)變、應(yīng)力 電流、電壓 電場(chǎng)、磁場(chǎng) 流量、濃度可以測(cè)量70 多個(gè)物理化學(xué)量 廣告顯示牌 激光手術(shù)刀 儀表照明 工藝裝飾 電力輸送