導(dǎo)波原理與光纖結(jié)構(gòu)

導(dǎo)波原理與光纖結(jié)構(gòu)石家莊站導(dǎo)波原理與光纖結(jié)構(gòu)光纖是由中心的纖芯和外圍的包層同軸組成的圓柱形細(xì)絲。纖芯的折光率比包層的稍高，損耗比包層更低，光能量主要在纖芯內(nèi)傳輸。包層為光的傳輸提供反射面和光隔離，并起到一定的機(jī)械保護(hù)作用。光通信利用了全反射原理，當(dāng)光的注入角滿足一定條件時(shí)，光便能在光纖(光波導(dǎo))內(nèi)形成全反射，從而達(dá)到長距離傳輸?shù)哪康摹０鼘觧2纖芯n1光纖中心軸線090-0包層n2空氣n01光的反射現(xiàn)象與反射定律

當(dāng)光線照射在兩種介質(zhì)的分界面上時(shí)，要改變它的傳播方向，但仍在原介質(zhì)上傳播，這種現(xiàn)象叫光的反射。光的反射定律:（1）入射線、反射線和法線總是在同一平面內(nèi)，入射線和反射線分居于法線的兩側(cè)。（2）入射角等于反射角。入射光線反射光線法線光的折射現(xiàn)象光的折射現(xiàn)象當(dāng)光線從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)時(shí)，在分界面上，光線的傳播方向發(fā)生了改變，一部分光線進(jìn)入第二種介質(zhì)，這種現(xiàn)象稱為折射現(xiàn)象。折射定律光的折射光線從一種介質(zhì)（如空氣）射到另一種介質(zhì)（如水）時(shí)，除了一部分光線反射回第一種介質(zhì)外，另一部分進(jìn)入第二種介質(zhì)中并改變它的傳播方向，見下圖。光的折射定律：

（1）入射線、法線和折射線在同一平面內(nèi)，入射線和折射線分居法線的兩側(cè)。折射定律

（2）無論入射角怎樣改變，入射角正弦與折射角正弦之比，恒等于光在兩種介質(zhì)中的傳播速度之比。折射率最基本的參數(shù)就是折射率，在自由（真空）空間光傳播的速度是c=3×m/s，光的速度、頻率v和波長的關(guān)系為c=v

當(dāng)光進(jìn)入非自由空間時(shí)將以s的速度傳播，因?yàn)閟與材料的關(guān)系，所以s總是小于c的。

真空中的光速與材料中光速的比就是折射率光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)兩種介質(zhì)相比較，光在其中傳播速度較大的叫光疏介質(zhì)，其折射率較小；反之叫光密介質(zhì)，其折射率較大。

斯涅爾定律：在界面處光射線之間的方向關(guān)系全反射與臨界角

當(dāng)光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)（如光從空氣進(jìn)入水中，或從樣液射人棱鏡中）時(shí)，因n1＜n2，由折射定律可知折射角α2恒小于入射角α1，即折射線靠近法線；反之當(dāng)光線從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)（如從棱鏡射入樣液）時(shí)，因n1＞n2，折射角α2恒大于入射角α1，即折射線偏離法線。在后一種情況下如逐漸增大入射角，折射線會(huì)進(jìn)一步偏離法線，當(dāng)入射角增大到某一角度，其折射線4‘恰好與OM重合，此時(shí)折射線不再進(jìn)入光疏介質(zhì)而是沿兩介質(zhì)的接觸面OM平行射出，這種現(xiàn)象稱為全反射。入射光線反射光線折射光線n1n2＜n1n1光疏介質(zhì)折射率n2光密介質(zhì)折射率＜入射光線反射光線折射光線n1n2＜n1n1光疏介質(zhì)折射率n2光密介質(zhì)折射率=入射光線反射光線無折射光線n1n2＜n1n1光疏介質(zhì)折射率n2光密介質(zhì)折射率＞小計(jì)算玻璃折射率為n1=1.48，空氣折射率為n2=1.00界面處，當(dāng)光在玻璃傳播是的臨界角是多少？光纖結(jié)構(gòu)光纖是由中心的纖芯和外圍的包層同軸組成的圓柱形細(xì)絲。纖芯的折光率比包層的稍高，損耗比包層更低，光能量主要在纖芯內(nèi)傳輸。包層為光的傳輸提供反射面和光隔離，并起到一定的機(jī)械保護(hù)作用。涂層包層纖芯光纖的導(dǎo)光原理光通信利用了全反射原理，當(dāng)光的注入角滿足一定條件時(shí)，光便能在光纖(光波導(dǎo))內(nèi)形成全反射，從而達(dá)到長距離傳輸?shù)哪康摹０鼘觧2纖芯n1光纖中心軸線090-0包層n2空氣n01光纖的導(dǎo)光原理n1>n2>n0n0:空氣中的折射率n1:纖芯的折射率n2:包層的折射率>0

0:入