漸變光纖的色散特性和功率特性的矢量法分析.pdf

1、本文從光纖傳輸?shù)幕纠碚摮霭l(fā)，分別將具有各向同性包層和各向異性包層的漸變光纖作為研究對象，在弱漸變條件的假定下，采用矢量場法嚴格求解了有限芯徑拋物型弱漸變光纖的邊值問題，導出了兩類光纖各傳導模式形式簡潔且精確度高的特征方程和截止頻率表達式。對于具有各向同性包層的弱漸變光纖，引入了介電比，分析了該類光纖的截止頻率對介電比的依賴關(guān)系，同時給出了歸—化截止頻率隨介電比的變化曲線，對給定的弱漸變拋物型光纖，只要求得介電比，即可由曲線直接差得各傳

2、導模式得截止頻率；對于具有各向異性包層而纖芯為弱漸變的光纖，則利用包層的軸向與橫向的介電常數(shù)比分析了此類光纖的色散特性，并在此基礎(chǔ)上對以單軸晶體為包層，纖芯為各向同性非均勻材料的光纖的功率傳輸特性進行了分析，給出了混合比(正比于磁場強度與電場強度兩者的軸向分量之比)隨歸—化頻率的變化曲線，同時針對基模討論了包層的軸向與橫向的介電常數(shù)比對光纖截面上功率分布的影響，發(fā)現(xiàn)該比值對功率分布的低頻情況影響顯著，而對高頻情況則影響很小，由此可知當此

3、種結(jié)構(gòu)的光纖用做單模光纖時，選用介電常數(shù)比較大的包層材料有利于提高傳輸效率。 本論文的創(chuàng)新之處在于：第一，對芯徑有限的弱漸變折射率光纖，采用完整而嚴格的矢量場分析法，在弱導與弱漸變條件下，給出了較高精度的解析解。第二，對于具有各向同性包層的弱漸變光纖，引入了介電比，找到了精度高且形式簡潔的截止頻率對折射率參數(shù)的依賴關(guān)系；第三，對于具有各向異性包層的弱漸變光纖，首次通過包層的軸向與橫向的介電常數(shù)比分析了該類光纖的色散和功率特性?？?/p>