光纖歸一化頻率

簡介

光纖歸一化頻率的別稱為“光纖V值”，光波導的重要參量。光波導電磁模式的截止頻率對於光纖波導結構量的比。結構量依賴於纖芯幾何尺寸和折射率剖面。V值決定著光波導中允許磚輸模式的多少，V值越大，傳輸模式數目越多。當V值為2．4以下時，光纖中只能通過單一個模，即單模光纖。

光纖橫截面上折射率的分布狀況。在很大程度上決定光纖的導波性能，主要有階躍分布和漸變或梯度分布兩種。給定的折射率剖面可在製備光纖預製棒過程中控制摻雜濃度來達到。

光纖的重要的傳輸參量之一。表征光纖所允許通過光波的調製信號的頻率上限。有限頻寬由光纖中各種色散造成。光纖長度越長，其頻寬就越窄。光纖頻寬決定光纖的傳輸容量。

光纖頻寬的相對量度。因光纖頻寬近似地與其長度成反比，故採用長度頻寬乘積(如兆赫·公里為單位)就能反映光纖的實用頻寬性能。以此對不同光纖的頻寬性能作比較。

光纖集光性能的量度。是光纖芯區的最大折射率平方與包層折射率平方之差的平方根。根據國際組織建議，多模光纖的數值孔徑在通信用時為0.2，在其他套用時則可取0.5，甚至更大。單模光纖的數值孔徑則較小。

是光波導的重要參量。因與光波頻率成正比，故得名。

光纖的歸一化頻率亦稱“V數”，表征光纖中傳輸模式的數量。眾多光纖參數可通過V數表示，如某一給定波長下模式的數量，模式的截止條件，以及傳輸常量等。例如，躍階折射多模光纖的引導模式數量是V/2。對於給定的波長，當V<2.405時，躍階折射光纖轉化為單模光纖。V的數值為右圖所示。

其中a是纖芯半徑，n_core是纖芯折射率，n_clad( <n_core)是包層折射率。