弱導光纖

弱導光纖是纖芯中最大的折射率和均勻包層最小折射率之差很小的光纖。通常其折射率差小於1%。

基本介紹

• 中文名：弱導光纖
• 外文名：WEAKLY GUIDING FIBRE
• 釋義：一種能夠導光的纖維
• 拼音：ɡuānɡ dǎo xiān wéi
• 別名：光學纖維，簡稱光纖

定義

一種能夠導光的纖維。用玻璃或塑膠製成。光線在纖維中可以彎曲傳導，並能改變像的形狀。用於醫療器械、電子光學儀器、光通訊線路等方面。也叫光學纖維，簡稱光纖。

階躍折射率光纖中場的嚴密解，波動方程和特徵方程的精確求解都非常複雜。實際光纖通信，由於光纖包層的折射率n2僅略低於纖芯層的折射率n1，它們的相對摺射率差△=(n1-n2)/n2<<1，這樣的光纖稱之為弱導光纖。

弱導條件和特點

弱導條件

n1≈n2 ≈n

–光線與纖軸的夾角小；

–芯區對光場的限制較弱；

–消逝場在包層中延伸較遠。

弱導光的特點

–HE1+1,m 模式與 EH1-1,m 色散曲線相近；

–場的橫向分量線偏振，且遠大於縱向分量；

–可以在直角坐標系中討論問題

–可以得到簡化的本徵解與本徵值方程。

LPmn和矢量模

在弱導光纖中場的縱向分量和橫向分量相比是很小的，電磁場幾乎是橫向場，電磁場也幾乎是線性極化的。此時我們可以用標量近似法來分析階躍折射率光纖中的模式。

在△<<1的條件下，用標量近似法得到的模式就是線性極化模，稱之為LP模。

LPmn模是由HEm+1，n模和EHm-1，n模線性迭加而成，其中每個模包括兩個正交的線偏振狀態，所以LPmn模是四重簡併。但LP0n模的情況比較特殊，因為m=0，EHm-1，n模的角向階數是-1，這是沒有物理意義的。所以LP0n模僅由HE1n模構成，是雙重簡併。