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1、第二章 1 节布置的作业:1、光纤的主要材料是什么?结构如何?光纤导光部分是哪?答:SiO 2;从横截面上看由三部分构成:纤芯、包层、涂敷层;纤芯:光传输通道;包层:将光信号封闭在纤芯内,并保护纤芯;涂敷层:增加光纤的的机械强度、柔韧性及便于识别;纤芯。2、光纤中的纤芯折射率与包层折射率的关系?单模光纤和多模光纤中中两者的芯经一般分别为多少?答:纤芯折射率大于包层折射率;单模光纤纤芯直径:2a=8mm,包层直径:2b=125m;多模光纤纤芯直径:2a=50m,包层直径:2b=125m。3、根据芯、包折射率分布及模式传播情况,指出有哪些典型形式光纤?答:按照折射率:折射率在纤芯与包层介面突变的光
2、纤称为阶跃光纤;折射率在纤芯内按某种规律逐渐降低的光纤称为渐变光纤。按照传输模式:单模光纤和多模光纤。4、什么是全反射?它的条件是什么?答:光射线在芯包界面上(即由光密介质 n1向光疏介质 n2射入) ,完全反射回芯经内,而不进入包层。在光纤端面:要求入射角 C5、数值孔径 NA 的物理意义?表达式是什么?答:光纤的数值孔径 NA,它的含义是反映光纤对光信号的集光能力(接收能力) ,NA 值越大,对光信号集光(接收)能力越强。NAsin C001 221112211211sinsi(9)icosinccnnNAn或 或6、什么是光纤的自聚焦?产生在何种类型光纤里?产生自聚焦的条件?答:若折射率
3、分布合适,可以使以不同角度入射的全部光射线以相同的轴向速度,同时到达光纤轴上的某点,即所有光射线都具有相同的空间周期 L,这种现象称为自聚焦,具有自聚焦特性的光纤称为自聚焦光纤;梯 产生在渐变(梯度)型光纤中;当折射率分布按平方率分布(即双曲正割变化) ,可形成自聚焦特性。7、阶跃光纤的纤芯和包层折射率分别为 n11.46 和 n21.45,试计算:(a)相对芯包折射率差;(b)若该光纤的端面外为空气(n 0=1),计算允许的最大入射角 0及数值孔径NA;(c)若该光纤浸于水中(n 0=1.33),计算 0及 NA 的大小。解: 2121002100().683arcsin()9.8(1).7()arcsin()7.4(1.3).8nabnNAnNA00从 式 ( .) 得类 似 ( b) 可 得8、有一 SI 型多模光纤的芯径为 50 m,芯包折射率分别为 nl=1.465 和 n2=1.46。计算与光纤轴线夹角最大的那条子午射线,在 1m 的传输距离上共要反射多少次?解: