第二章光纤传输理论最新版本-已修复
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任何通信系统都应具有一定的抗干扰能力，否则 无法保证通信工作的可靠和稳定。最主要的干扰是 电磁干扰。
天然的电磁干扰包括雷电干扰、电离层的变化和 太阳核子活动引起的干扰，人为的电磁干扰有电动 机、高压电力线造成的干扰等。
19
光纤通信具有怎么样的抗干扰能力呢？第
一个原因是光纤属绝缘体，不怕雷电和高压；
2.4光纤的损耗
2.4.1引起光纤损耗的因素
2.4.2 光纤的损耗特性曲线——损耗谱
2.5 光纤的色散
2.5.1 光纤色散的概念
2.5.2 光纤色散的表示方法
2.5.3 光纤色散的种类
2.6 光纤的制造工艺和光缆的构造
2.6.1 光纤的制造工艺
2.6.2 光缆的构造
1
2.1.1
探索时期的光通信
• 原始形式的光通信:中国古代用“烽火台”报警，欧洲人
(注) M： 1 06 G： 1 09
T： 1 01 2
图 1.2 各种传输线路的损耗特性
15
光纤通信是以光纤为传输媒介，光波为载波的 通信系统，其载波—光波具有很高的频率(约 1014Hz)，因此光纤具有很大的通信容量。
目前的光纤容量已经达到十多个Tbit/s
16
2. 损耗低、中继距离长——“长跑健将”
• （3）圆柱形波导：
主要是光导纤维（简称光
纤），包括芯层和包层。
很多光纤构成光缆。
6
传输介质
• 平板波导和矩形波导已经广泛应用于集 成光路；光纤已经广泛应用于光通信传 输系统。
• 对光波导的分析有两种途径：
• （1）采用射线光学，即几何光学； • （2）使用波动理论。
7
光波导
折100万次也不断 欧姆龙的光波导膜
22
5. 体积小，重量轻 1 千克高纯度石英玻璃可以拉制成千上万 千米光纤。 而制造 1000 千米的 8 管同轴电缆却需要 消耗120吨铜和 500 吨铅。
18 管同轴电缆每米重 11 千克，100 芯铅 皮对称电缆每米重 2.9 千克，而同等容量的 光缆每米只有90克重。
23
6. 节省有色金属和原材料 电线要用铜、铅等有色金属材料来制 作，制作光纤的原材料却是普普通通的 石英砂。铜是一种很重要的战略金属， 地球上的储量按目前的开采速度估计， 只够使用 50年左右。而二氧化硅，在地 壳的化学成分中占了一半
以上，真正可以说是
取之不尽、用之不竭
的。
24
7.其它
光纤还有其他一些优良特 性，也为普通金属导线所 不及。它不怕潮湿和腐蚀， 可以架在空中，也可埋入 地下；它有较高的抗拉强 度，与铁接近，比铜还高 得多；它有较强的耐高低 温能力，从 - 65 ~200°C， 在一般的飞机、舰艇和车 辆上都可使用；它可实现 多功能传输，同时传递话 音、数据、传真、图像等 各种信息。
10μm，多模光纤的纤芯为50μm。 纤芯的成分是高纯度SiO2，掺有极少量的掺杂剂
（如GeO2，P2O5），作用是提高纤芯对光的折射率 （n1），以传输光信号。
包层：包层位于纤芯的周围。 直径d2=125μm，其成分也是含有极少量掺杂剂的
高纯度SiO2。而掺杂剂（如B2O3）的作用则是适当 降低包层对光的折射率（n2），使之略低于纤芯的折 射率，即n1＞n2，它使得光信号封闭在纤芯中传输。
9
高锟(左)从瑞典国王手中 接过2009诺贝尔物理学奖
1966年，高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham) 发表了关于传输介质新概念的论文《用于光频的光 纤表面波导》, 指明通过“原材料的提纯制造出适合 于长距离通信使用的低损耗光纤”这一发展方向, 奠 定了现代光通信——光纤通信的基础。
25
2.1.2 光纤的结构
光纤(Optical Fiber)就是用来导光的透明介质纤维， 一根实用化的光纤是由多层透明介质构成的，一般 可以分为三部分：折射率较高的纤芯、折射率较低 的包层和外面的涂覆层。
core clading coating
26
纤芯：纤芯位于光纤的中心部位。 直径d1=4μm～50μm，单模光纤的纤芯为4μm～
2、光源
单色光： 具有单一波长的光 复色光： 由多种波长混合而成的光 发光体或光源： 能辐射光能(包括反射)的物体 发光点或点光源： 无大小、无体积、有能量的几何点
点光源
柱光源
面光源
31
3、光传播的基本数学表达
图9-2 平面简谐电磁波
基础：光是电磁波，其大小由电场矢量和磁场矢量的大小来表 述。电场矢量、磁场矢量和光传播方向相互垂直，且满足左手 坐标系。 光在传播过程中电场矢量的大小随空间和时间的变化符合余弦 (或正弦)分布。 要清楚光传播过程中的时空观念。
另一个原因是光纤中传输着频率极高的光波，
各种干扰源的频率一般都比较低，干扰不了
频率比它们高得多的光。
还有一种重要的干扰源是原子辐射。据专
家们测算，如果在美国本土中心上空 463 千
米处爆炸一颗原子弹，1 秒钟内即可使全美
国未暴露的通信电缆，包括地面、飞机、舰
艇等上面的通信电缆全部失效，通信中断，
但光纤通信线路却照样畅通无阻，基本不受
倍数因数
1012
109
106
103
10-2
10-3
10-6
10-9
10-12
10-15
14
传输损耗/(dB·km － 1)
1 00 0
1 00 10
标38准mm同海轴底同轴
1
5 1 mm波导器
光纤ห้องสมุดไป่ตู้
0 .1 10 M 100 M 1 G
10 G 100 G 1 T 10 T 100 T1000 T
频率/Hz
内，并且不与光纤的轴线相交，这种光线称为斜射线。
29
基本光学常识回顾 1、光线
定义：形象表示光的传播方向的几何线。 性质： ①同力学中的质点一样，光线仅是一种抽象的数学模型。它 具有光能，有长度，有起点、终点，但无粗细之分，仅代表光的 传播方向。
②无数光线构成光束。
③在光学成像研究中，分析成像系统的时候常常只画出有限 的几条具有代表性的光线即可，但是你要始终记得光学系统中所 有空间都是被光充满的，任何一点的光强都是无数光线的集合。
21
光纤通信是保密性能最好的通信方式之 一，这是因为光在光纤中传输时不会跑出 光纤和向外辐射电磁波。即使在拐弯非常 厉害的地方，漏出的光也微乎其微，而且 如果在光纤表面再涂上一层吸光剂，那连 这样的“漏网之鱼”也休想溜走。任凭你 采用什么办法，也不能在光纤外面搜集到 光纤里面的“情报”。光纤通信真是一位 “守口如瓶”、“滴水不漏”的“保密 员”。
信号在传输线上传输，由于传输线本身的原因， 强度将逐渐变弱，而且随着传输距离的增加，这种 衰减会越来越严重。因此，长距离传输信息必须设 立中继站，把衰减了的信号放大以后再转输。中继 站越多，传输线路的成本越高，维护越不方便，运 行越不可靠。
中继站的多少取决于中继距离的长短，中继距离 的长度又受传输线路损耗的限制。
17
例如，同轴电缆通信的中继距离只有几千米， 最长的微波通信是 50 千米左右，而光纤通信 系统的最长中继距离已达 300千米。
这对越洋通信意义尤其重大，因为在海底设立 中继站，不仅使线路成本大为提高，也大大增 加了维修工作的困难。
18
3. 抗电磁干扰能力强
我们知道，电话线和电缆一般是不能跟高压电线 平行架设的，也不能在电气铁化路附近铺设。
光通信利用的传输媒质-光纤，可以在宽波长范围内获得
很小的损耗。
12
频率
波长
名称
1 00 THz 1 0 THz 1 THz 1 00 GHz 1 0 GHz 1 GHz 1 00 MHz 1 0 MHz 1 MHz
1 m 1 0m 1 00m 1 mm 1 0 mm 1 00 mm 1m 1 0m 1 00m
8
光纤的起源
1966 年 ， 英 籍 华 裔 学 者 高 锟 (C.K.Kao) 和 霍 克 哈 姆 (C.A.Hockham)发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用 光纤(Optical Fiber)进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了 现代光通信——光纤通信的基础。
指明通过“原材料的提纯制造出适合于长 距离通信使用的低损耗光纤”这一发展方向。
28
2.1.3 光纤的射线光学参数分析
一束光线从光纤的入射端面耦合进光纤时，光纤中光线 的传播分两种情形：
◆一种情形是光线始终在一个包含光纤中心轴线的平面
内传播，并且一个传播周期与光纤轴线相交两次，这种光 线称为子午射线，那个包含光纤轴线的固定平面称为子午 面；
◆另一种情形是光线在传播过程中不在一个固定的平面
影响。
20
4. 保密性能好——“安全保密员” 对通信系统的重要要求之一是保密性好。 然而，随着科学技术的发展，电通信方式很 容易被人窃听：只要在明线或电缆附近(甚至 几公里以外)设置一个特别的接收装置，就可 以获取明线或电缆中传送的信息。更不用去 说无线通信方式，因为无线电波在大气中传 播，甚至充斥全球，很容易被人窃听。即使 用了加密往往也无济于事，因为密码分析或 密码破译已成为一门科学。
32
4、波面
波面：任一时刻振动相位相同各点构成的曲面，如：平面波、 球面波和任意曲面波。
光束与波面的关系：波面上各点的法线的集合称为光束， 如：平行光束、同心光束、像散光束等。
光传播的方向：波面上某一点的法线代表了该点处光传播的 方向。
平行光束和平面波 发散光束和球面波 会聚光束和球面波 33
I
I
dl
4
传输介质
• 必须要有一种设备能够引导光束的传播，
并使损耗达到最小，这种设备称为介质光 波导。 • 光波导的分类：
• （1）平板波导： 由三层平板型介质构成 中间一层折射率最大， 上下层较小，只能在横 截面一个方向上限制光波。
5
传输介质
• （2）矩形波导： 可以在横截面的两个方向 内限制光波。（也称条形 波导或带状波导）
CO2激光器进行了大气激光通信试验。
由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质， 对光通信的研究
曾一度走入了低潮。
2
光波地下传输 在大气光通信受阻之后，人们将研究的重
点转入到地下光波通信的实验，先后出现过反 射波导和透镜波导等地下通信的实验。
反射波导和透镜波导
3
问题在于大气传播衰减很大
• 光波在大气中传播时，大气气体分子及气溶 胶的吸收和散射会引起的光束能量衰减，空 气折射率不均匀会引起的光波振幅和相位起 伏；当光波功率足够大、持续时间极短时， 非线性效应也会影响光束的特性。
10
讲光纤是因为目前光纤通信很热
光纤通信的优点 • 容许频带很宽， • 损耗很小， 中继距离很长且误码率很小 • 重量轻、 体积小 • 抗电磁干扰性能好 • 泄漏小， • 节约金属材料， 有利于资源合理使用
11
1. 光纤的容量大——“超高速公路”
马路越宽，容许通过的车辆越 多，交通运输能力也越大。 如果把通信线路比作马路，那 么应该说是通信线路的频带越 宽，容许传输的信息越多，通 信容量就越大。 载波频率越高，频带宽度越宽。
27
涂覆层：光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆层， 缓冲层和二次涂覆层。 一次涂覆层一般使用丙烯酸酯、有机硅或硅橡 胶材料； 缓冲层一般为性能良好的填充油膏； 二次涂覆层一般多用聚丙烯或尼龙等高聚物。
涂覆的作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤， 同时又增加了光纤的机械强度与可弯曲性，起着延 长光纤寿命的作用。涂覆后的光纤其外径约1.5mm。 通常所说的光纤为此种光纤。
第 二 章 光纤的传输理论
2.1 光纤的射线光学分析
2.1.1 光波导基础
2.1.2 光纤的结构
2.1.3 光纤的射线光学参数分析
2.1.4 渐变折射率光纤
2.2 阶跃折射率光纤的模式与射线光学分析
2.3 阶跃折射率光纤的波动光学分析
2.3.1 波动方程、矢量解以及光纤中的模式
2.3.2 标量解和光纤中的简并模式
用旗语传送信息。
•
1880年，美国人贝尔(Bell)发明了用光波作载波传送
话音的“光电话”。贝尔光电话是现代光通信的雏型。
• 1960年，美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红宝石激
光器， 给光通信带来了新的希望。激光器的发明和应用， 使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。
• 在这个时期，美国麻省理工学院利用He - Ne激光器和
紫外 线 可见 光线 ( 光纤通信用）
近红 外线 远红 外线 亚毫 米波
毫米 波(EH F)
厘米 波(SH F)
分米 波(UH F)
米波(VHF)
短波(HF) 中波(MF)
图 1.1 部分电磁波频谱
13
一些数值的定义
字首 太 吉 兆 千 厘 毫 微 纳 皮 飞
符号 T G M k c m μ n p f
天然的电磁干扰包括雷电干扰、电离层的变化和 太阳核子活动引起的干扰，人为的电磁干扰有电动 机、高压电力线造成的干扰等。
19
光纤通信具有怎么样的抗干扰能力呢？第
一个原因是光纤属绝缘体，不怕雷电和高压；
2.4光纤的损耗
2.4.1引起光纤损耗的因素
2.4.2 光纤的损耗特性曲线——损耗谱
2.5 光纤的色散
2.5.1 光纤色散的概念
2.5.2 光纤色散的表示方法
2.5.3 光纤色散的种类
2.6 光纤的制造工艺和光缆的构造
2.6.1 光纤的制造工艺
2.6.2 光缆的构造
1
2.1.1
探索时期的光通信
• 原始形式的光通信:中国古代用“烽火台”报警，欧洲人
(注) M： 1 06 G： 1 09
T： 1 01 2
图 1.2 各种传输线路的损耗特性
15
光纤通信是以光纤为传输媒介，光波为载波的 通信系统，其载波—光波具有很高的频率(约 1014Hz)，因此光纤具有很大的通信容量。
目前的光纤容量已经达到十多个Tbit/s
16
2. 损耗低、中继距离长——“长跑健将”
• （3）圆柱形波导：
主要是光导纤维（简称光
纤），包括芯层和包层。
很多光纤构成光缆。
6
传输介质
• 平板波导和矩形波导已经广泛应用于集 成光路；光纤已经广泛应用于光通信传 输系统。
• 对光波导的分析有两种途径：
• （1）采用射线光学，即几何光学； • （2）使用波动理论。
7
光波导
折100万次也不断 欧姆龙的光波导膜
22
5. 体积小，重量轻 1 千克高纯度石英玻璃可以拉制成千上万 千米光纤。 而制造 1000 千米的 8 管同轴电缆却需要 消耗120吨铜和 500 吨铅。
18 管同轴电缆每米重 11 千克，100 芯铅 皮对称电缆每米重 2.9 千克，而同等容量的 光缆每米只有90克重。
23
6. 节省有色金属和原材料 电线要用铜、铅等有色金属材料来制 作，制作光纤的原材料却是普普通通的 石英砂。铜是一种很重要的战略金属， 地球上的储量按目前的开采速度估计， 只够使用 50年左右。而二氧化硅，在地 壳的化学成分中占了一半
以上，真正可以说是
取之不尽、用之不竭
的。
24
7.其它
光纤还有其他一些优良特 性，也为普通金属导线所 不及。它不怕潮湿和腐蚀， 可以架在空中，也可埋入 地下；它有较高的抗拉强 度，与铁接近，比铜还高 得多；它有较强的耐高低 温能力，从 - 65 ~200°C， 在一般的飞机、舰艇和车 辆上都可使用；它可实现 多功能传输，同时传递话 音、数据、传真、图像等 各种信息。
10μm，多模光纤的纤芯为50μm。 纤芯的成分是高纯度SiO2，掺有极少量的掺杂剂
（如GeO2，P2O5），作用是提高纤芯对光的折射率 （n1），以传输光信号。
包层：包层位于纤芯的周围。 直径d2=125μm，其成分也是含有极少量掺杂剂的
高纯度SiO2。而掺杂剂（如B2O3）的作用则是适当 降低包层对光的折射率（n2），使之略低于纤芯的折 射率，即n1＞n2，它使得光信号封闭在纤芯中传输。
9
高锟(左)从瑞典国王手中 接过2009诺贝尔物理学奖
1966年，高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham) 发表了关于传输介质新概念的论文《用于光频的光 纤表面波导》, 指明通过“原材料的提纯制造出适合 于长距离通信使用的低损耗光纤”这一发展方向, 奠 定了现代光通信——光纤通信的基础。
25
2.1.2 光纤的结构
光纤(Optical Fiber)就是用来导光的透明介质纤维， 一根实用化的光纤是由多层透明介质构成的，一般 可以分为三部分：折射率较高的纤芯、折射率较低 的包层和外面的涂覆层。
core clading coating
26
纤芯：纤芯位于光纤的中心部位。 直径d1=4μm～50μm，单模光纤的纤芯为4μm～
2、光源
单色光： 具有单一波长的光 复色光： 由多种波长混合而成的光 发光体或光源： 能辐射光能(包括反射)的物体 发光点或点光源： 无大小、无体积、有能量的几何点
点光源
柱光源
面光源
31
3、光传播的基本数学表达
图9-2 平面简谐电磁波
基础：光是电磁波，其大小由电场矢量和磁场矢量的大小来表 述。电场矢量、磁场矢量和光传播方向相互垂直，且满足左手 坐标系。 光在传播过程中电场矢量的大小随空间和时间的变化符合余弦 (或正弦)分布。 要清楚光传播过程中的时空观念。
另一个原因是光纤中传输着频率极高的光波，
各种干扰源的频率一般都比较低，干扰不了
频率比它们高得多的光。
还有一种重要的干扰源是原子辐射。据专
家们测算，如果在美国本土中心上空 463 千
米处爆炸一颗原子弹，1 秒钟内即可使全美
国未暴露的通信电缆，包括地面、飞机、舰
艇等上面的通信电缆全部失效，通信中断，
但光纤通信线路却照样畅通无阻，基本不受
倍数因数
1012
109
106
103
10-2
10-3
10-6
10-9
10-12
10-15
14
传输损耗/(dB·km － 1)
1 00 0
1 00 10
标38准mm同海轴底同轴
1
5 1 mm波导器
光纤ห้องสมุดไป่ตู้
0 .1 10 M 100 M 1 G
10 G 100 G 1 T 10 T 100 T1000 T
频率/Hz
内，并且不与光纤的轴线相交，这种光线称为斜射线。
29
基本光学常识回顾 1、光线
定义：形象表示光的传播方向的几何线。 性质： ①同力学中的质点一样，光线仅是一种抽象的数学模型。它 具有光能，有长度，有起点、终点，但无粗细之分，仅代表光的 传播方向。
②无数光线构成光束。
③在光学成像研究中，分析成像系统的时候常常只画出有限 的几条具有代表性的光线即可，但是你要始终记得光学系统中所 有空间都是被光充满的，任何一点的光强都是无数光线的集合。
21
光纤通信是保密性能最好的通信方式之 一，这是因为光在光纤中传输时不会跑出 光纤和向外辐射电磁波。即使在拐弯非常 厉害的地方，漏出的光也微乎其微，而且 如果在光纤表面再涂上一层吸光剂，那连 这样的“漏网之鱼”也休想溜走。任凭你 采用什么办法，也不能在光纤外面搜集到 光纤里面的“情报”。光纤通信真是一位 “守口如瓶”、“滴水不漏”的“保密 员”。
信号在传输线上传输，由于传输线本身的原因， 强度将逐渐变弱，而且随着传输距离的增加，这种 衰减会越来越严重。因此，长距离传输信息必须设 立中继站，把衰减了的信号放大以后再转输。中继 站越多，传输线路的成本越高，维护越不方便，运 行越不可靠。
中继站的多少取决于中继距离的长短，中继距离 的长度又受传输线路损耗的限制。
17
例如，同轴电缆通信的中继距离只有几千米， 最长的微波通信是 50 千米左右，而光纤通信 系统的最长中继距离已达 300千米。
这对越洋通信意义尤其重大，因为在海底设立 中继站，不仅使线路成本大为提高，也大大增 加了维修工作的困难。
18
3. 抗电磁干扰能力强
我们知道，电话线和电缆一般是不能跟高压电线 平行架设的，也不能在电气铁化路附近铺设。
光通信利用的传输媒质-光纤，可以在宽波长范围内获得
很小的损耗。
12
频率
波长
名称
1 00 THz 1 0 THz 1 THz 1 00 GHz 1 0 GHz 1 GHz 1 00 MHz 1 0 MHz 1 MHz
1 m 1 0m 1 00m 1 mm 1 0 mm 1 00 mm 1m 1 0m 1 00m
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光纤的起源
1966 年 ， 英 籍 华 裔 学 者 高 锟 (C.K.Kao) 和 霍 克 哈 姆 (C.A.Hockham)发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用 光纤(Optical Fiber)进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了 现代光通信——光纤通信的基础。
指明通过“原材料的提纯制造出适合于长 距离通信使用的低损耗光纤”这一发展方向。
28
2.1.3 光纤的射线光学参数分析
一束光线从光纤的入射端面耦合进光纤时，光纤中光线 的传播分两种情形：
◆一种情形是光线始终在一个包含光纤中心轴线的平面
内传播，并且一个传播周期与光纤轴线相交两次，这种光 线称为子午射线，那个包含光纤轴线的固定平面称为子午 面；
◆另一种情形是光线在传播过程中不在一个固定的平面
影响。
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4. 保密性能好——“安全保密员” 对通信系统的重要要求之一是保密性好。 然而，随着科学技术的发展，电通信方式很 容易被人窃听：只要在明线或电缆附近(甚至 几公里以外)设置一个特别的接收装置，就可 以获取明线或电缆中传送的信息。更不用去 说无线通信方式，因为无线电波在大气中传 播，甚至充斥全球，很容易被人窃听。即使 用了加密往往也无济于事，因为密码分析或 密码破译已成为一门科学。
32
4、波面
波面：任一时刻振动相位相同各点构成的曲面，如：平面波、 球面波和任意曲面波。
光束与波面的关系：波面上各点的法线的集合称为光束， 如：平行光束、同心光束、像散光束等。
光传播的方向：波面上某一点的法线代表了该点处光传播的 方向。
平行光束和平面波 发散光束和球面波 会聚光束和球面波 33
I
I
dl
4
传输介质
• 必须要有一种设备能够引导光束的传播，
并使损耗达到最小，这种设备称为介质光 波导。 • 光波导的分类：
• （1）平板波导： 由三层平板型介质构成 中间一层折射率最大， 上下层较小，只能在横 截面一个方向上限制光波。
5
传输介质
• （2）矩形波导： 可以在横截面的两个方向 内限制光波。（也称条形 波导或带状波导）
CO2激光器进行了大气激光通信试验。
由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质， 对光通信的研究
曾一度走入了低潮。
2
光波地下传输 在大气光通信受阻之后，人们将研究的重
点转入到地下光波通信的实验，先后出现过反 射波导和透镜波导等地下通信的实验。
反射波导和透镜波导
3
问题在于大气传播衰减很大
• 光波在大气中传播时，大气气体分子及气溶 胶的吸收和散射会引起的光束能量衰减，空 气折射率不均匀会引起的光波振幅和相位起 伏；当光波功率足够大、持续时间极短时， 非线性效应也会影响光束的特性。
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讲光纤是因为目前光纤通信很热
光纤通信的优点 • 容许频带很宽， • 损耗很小， 中继距离很长且误码率很小 • 重量轻、 体积小 • 抗电磁干扰性能好 • 泄漏小， • 节约金属材料， 有利于资源合理使用
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1. 光纤的容量大——“超高速公路”
马路越宽，容许通过的车辆越 多，交通运输能力也越大。 如果把通信线路比作马路，那 么应该说是通信线路的频带越 宽，容许传输的信息越多，通 信容量就越大。 载波频率越高，频带宽度越宽。
27
涂覆层：光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆层， 缓冲层和二次涂覆层。 一次涂覆层一般使用丙烯酸酯、有机硅或硅橡 胶材料； 缓冲层一般为性能良好的填充油膏； 二次涂覆层一般多用聚丙烯或尼龙等高聚物。
涂覆的作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤， 同时又增加了光纤的机械强度与可弯曲性，起着延 长光纤寿命的作用。涂覆后的光纤其外径约1.5mm。 通常所说的光纤为此种光纤。
第 二 章 光纤的传输理论
2.1 光纤的射线光学分析
2.1.1 光波导基础
2.1.2 光纤的结构
2.1.3 光纤的射线光学参数分析
2.1.4 渐变折射率光纤
2.2 阶跃折射率光纤的模式与射线光学分析
2.3 阶跃折射率光纤的波动光学分析
2.3.1 波动方程、矢量解以及光纤中的模式
2.3.2 标量解和光纤中的简并模式
用旗语传送信息。
•
1880年，美国人贝尔(Bell)发明了用光波作载波传送
话音的“光电话”。贝尔光电话是现代光通信的雏型。
• 1960年，美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红宝石激
光器， 给光通信带来了新的希望。激光器的发明和应用， 使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。
• 在这个时期，美国麻省理工学院利用He - Ne激光器和
紫外 线 可见 光线 ( 光纤通信用）
近红 外线 远红 外线 亚毫 米波
毫米 波(EH F)
厘米 波(SH F)
分米 波(UH F)
米波(VHF)
短波(HF) 中波(MF)
图 1.1 部分电磁波频谱
13
一些数值的定义
字首 太 吉 兆 千 厘 毫 微 纳 皮 飞
符号 T G M k c m μ n p f