光纖作業(yè)及答案

1、第一次作業(yè)第一次作業(yè)1.公式推導(dǎo)：單位長度光纖中斜光線的光路長度和反射次數(shù)分別為(1)=1cos=(2)==。S斜?S斜斜?rcosa2tan?srco子?解：（1）如圖1.2.2所示，設(shè)沿光纖的徑向方向總長度為L，則根據(jù)圖中所示三角函數(shù)關(guān)系，得S=Lcos其中L=…(將光纖分割，?l1l2ln在一小段上光路近似為直線)=cos=cos…，=cosS1l1?S2l2?Snln?從而得=…=LcosS總S1S2Sn?于是，單位長度中光線路

2、程為=1cos=。S斜?S斜（2）在沿橫向方向上，光線傳播的平面與光軸平面有一角r，則光線在橫向上傳播的總距離為，從而總反射次數(shù)=，rLcostan?總?raLcos2tan?于是，單位長度中的光線總的全反射次數(shù)==斜?rcosa2tan?srco子?2.推導(dǎo)光線方程：????ddrnrnrdsds????????解：由在各向同性媒質(zhì)中程函方程取光線的某一點的單位方向????rnr???矢量sl????rnlrs???????????r

3、ndsrdrdsd??????????????????????????dsdrrndsdrnldsds從而當(dāng)=0.85um時，2.23?a1?當(dāng)=1.3um時3.41?a2?當(dāng)=1.55um時4.07?a3?（2）如果a=8um，則要保證單模傳輸波長范圍是多少？解：[（）]1.202，將=1.46，=1.452??a)(2221nn?n1n2代入得3.05um?4.全反射產(chǎn)生條件是什么？答：當(dāng)光線從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)時即n1＞n2，入

4、射角大于臨界角時發(fā)生全反射。5.下列條件中，橫電磁模(TEM)是（C），橫電模(TE)是（B），橫磁模(TM)是（A），混雜模(HE或EH)是（D）。A.Ez≠0Hz＝0B.Ez＝0Hz≠0C.Ez＝Hz＝0D.Ez≠0Hz≠0。6.已知SI光纖，n1=1.55，波長為0.85um，光纖芯半徑為5um，則要保證單模傳輸包層折射率應(yīng)取范圍是多少？解：由單模條件V=2.4048，可得ak0)(2221nn??1.202（）??a)(2221