光纤光学总结剖析
光纤几何性能及光学性能
光纤的几何及光学性能1. 光纤概述光纤是光波传输的介质，是由介质材料构成的圆柱体，分为芯子和包层两部分。
光波沿芯子传播。
在实际工程应用中，光纤是指由预制棒拉制出纤丝经过简单被复后的纤芯，纤芯再经过被复，加强和防护，成为能够适应各种工程应用的光缆。
光波在光纤中的传播过程是一个复杂的电磁场的边界问题，一般来说，光纤芯子的直径要比传播光的波长高几十倍以上，因此利用几何光学的方法定性分析是足够的，而且对问题的理解也很简明、直观。
当一束光纤投射到两个不同折射率的介质交界面上时，发生折射和反射现象。
对于多层介质形成的一系列界面，若折射率n1＞n2＞n3…＞nm，则入射光线在每个界面的入射角逐渐加大，直到形成全反射。
由于折射率的变化，入射光线受到偏转的作用，传播方向改变。
光纤由芯子、包层和套层组成。
套层的作用是保护光纤，对光的传播没有什么作用。
芯子和包层的折射率不同，其折射率的分布主要有两种形式：连续分布型（又称梯度分布型）和间断分布型（又称阶跃分布型）。
当入射光经过光纤端面的折射后进入光纤，除了与轴向方向一致的光沿直线传播外，其余的光线则投射到芯子和包层的交界面：一种在界面形成全反射，这些光线将与光轴保持不变的夹角，呈锯齿状无损耗地在光纤芯子内向前传播，称之为传播光；另外一种在界面处只有一部分形成反射，还有一部分折射进入包层，最后被套层吸收，反射的光线再次到达界面时又会有一部分损耗，因而不能传播，称为非传播光。
因此，光纤芯子和包层的折射率及折射率的分布与光纤的转播特性有密切关系。
2. 光纤几何尺寸参数光纤的尺寸参数是光纤的最基本的标准化参数。
尺寸参数除了对光纤的光传输、机械等性能有影响外，它们还对光纤的连接损耗的大小起着至关重要的作用。
例如，单纤接续则要求被接光纤纤芯尺寸参数相同，但是光纤带的接续则要用光纤外径作为纤芯对准的参数，故要求光纤的外径应均匀一致。
光纤的尺寸参数标准既是光纤制造的几何尺寸依据，又是光纤制造中严格控制的指标，还是判别光纤产品合格与否的质量标准。
光纤的光学特性实验报告
一、实验目的1. 了解光纤的基本结构和光学特性。
2. 学习测量光纤的数值孔径、截止波长等关键参数。
3. 掌握光纤的光学特性实验方法及数据分析。
二、实验原理光纤是一种利用光的全反射原理进行信息传输的介质。
光纤的光学特性主要包括数值孔径（NA）、截止波长、衰减系数等。
本实验主要测量光纤的数值孔径和截止波长。
三、实验仪器与设备1. 光纤测试仪2. 氦氖激光器3. 光纤耦合器4. 光纤切割机5. 光纤剥皮器6. 光纤微弯器7. 光纤测试软件四、实验步骤1. 光纤制备：将待测光纤两端分别进行剥皮、切割和清洁处理，确保光纤端面平整。
2. 光纤连接：将激光器输出端连接到光纤耦合器，光纤耦合器另一端连接到待测光纤。
3. 数值孔径测量：- 调整激光器输出功率，使光斑在光纤端面中心。
- 将光纤微弯器放置在光纤另一端，调整微弯器角度，使光斑从光纤端面中心移出。
- 记录光斑移出光纤端面的角度，即为光纤的数值孔径。
4. 截止波长测量：- 将激光器输出波长设置为一定值。
- 调整光纤微弯器角度，使光斑从光纤端面中心移出。
- 逐渐减小激光器输出波长，直至光斑不再从光纤端面中心移出，记录此时的波长，即为光纤的截止波长。
五、实验结果与分析1. 数值孔径测量结果：本实验测得光纤的数值孔径为0.22。
2. 截止波长测量结果：本实验测得光纤的截止波长为1550nm。
六、讨论1. 数值孔径是光纤的重要参数之一，它决定了光纤的色散和模场直径。
本实验测得光纤的数值孔径为0.22，符合普通单模光纤的数值孔径范围。
2. 截止波长是光纤的一个重要参数，它决定了光纤的传输带宽。
本实验测得光纤的截止波长为1550nm，说明该光纤适用于1550nm波段的光通信。
七、结论通过本次实验，我们成功测量了光纤的数值孔径和截止波长，掌握了光纤的光学特性实验方法。
实验结果表明，该光纤符合普通单模光纤的特性，可用于1550nm波段的光通信。
八、实验心得本次实验让我们对光纤的光学特性有了更深入的了解，也提高了我们的实验操作技能。
光纤光学原理及应用
光纤光学原理及应用光纤是一种能够传输光信号的细长柔软的光导纤维。
它的原理基于光的全反射现象，具有高速率、大容量、低损耗和抗电磁干扰等优势，因此在通信、医疗、工业、军事等领域有着广泛的应用。
光纤的基本构成包括纤芯、包层和包覆层。
纤芯是光信号传输的核心部分，由高折射率的物质制成；包层是围绕纤芯的一层低折射率的物质，起到光线在纤芯内的全反射作用；包覆层则是为了保护纤芯和包层而存在的。
光纤的工作原理基于光的全反射现象。
当光线从密度较大的介质射入密度较小的介质时，会发生一定的折射。
当入射角大于临界角时，光线会完全反射回原介质中。
光纤利用了这个原理，将光线完全反射在纤芯内部，从而实现光信号的传输。
光纤的应用非常广泛，其中最主要的应用领域之一就是通信。
光纤通信利用光纤传输光信号，以取代传统的电信号传输方式。
相比传统的铜缆，光纤具有更高的传输速率和更大的传输容量，可以满足现代高速宽带通信的需求。
光纤通信已经成为现代通信网络的重要组成部分。
除了通信领域，光纤在医疗领域也有着广泛的应用。
光纤光学技术可以用于内窥镜的制造，通过将光纤引入人体内部，医生可以观察和诊断患者的内部状况。
这种技术非常重要，特别是在微创手术和胃肠道检查中，可以减少患者的痛苦和创伤。
光纤还可以应用于工业和军事领域。
在工业中，光纤传感器可以用于测量和监测温度、压力和应力等参数。
这种传感器具有高精度、可靠性高和抗干扰能力强的特点。
在军事领域，光纤通信可以实现安全和高速的数据传输，同时光纤传感器也可以用于军事侦察和监测等任务。
总的来说，光纤光学原理和应用为我们提供了一种高速、大容量、低损耗和抗干扰的光信号传输方式。
光纤的应用领域非常广泛，从通信到医疗、工业和军事等领域都有着重要的作用。
随着技术的不断发展和创新，相信光纤光学技术将会在更多领域得到应用和推广。
光纤的光学特性实验报告
光纤的光学特性实验报告光纤的光学特性实验报告引言：光纤是一种用于传输光信号的细长柔软的玻璃或塑料线材。
它具有高速传输、大容量、抗干扰等优点，在通信、医学、工业等领域得到广泛应用。
本实验旨在探究光纤的光学特性，了解其传输特性、损耗和色散等参数。
一、实验原理光纤的传输原理是基于全反射的现象。
当光线从光密度较高的介质射入光密度较低的介质时，会发生全反射。
光纤由两部分组成：芯和包层。
芯是光的传输通道，包层则用于保护芯。
光纤的传输特性与芯和包层的折射率有关。
二、实验设备和材料1. 光纤：包括单模光纤和多模光纤。
2. 光源：如激光器或LED。
3. 光功率计：用于测量光纤的光功率。
4. 光纤衰减器：用于调节光纤的损耗。
5. 光纤色散分析仪：用于测量光纤的色散。
三、实验步骤1. 准备工作：将实验设备连接好，确保光源的稳定输出和光功率计的准确测量。
2. 测量光纤的损耗：将光纤连接到光源和光功率计之间，记录不同长度下的光功率值，并计算损耗。
3. 测量光纤的色散：将光纤连接到光源和光纤色散分析仪之间，调节光纤的长度，记录不同长度下的色散值。
四、实验结果与分析1. 光纤的损耗：根据测量数据，绘制光功率与光纤长度的关系曲线。
从曲线中可以观察到光纤的损耗随着长度的增加而增加，这是由于光纤材料的吸收和散射引起的。
同时，可以计算出单位长度的损耗值，评估光纤的传输质量。
2. 光纤的色散：根据测量数据，绘制色散值与光纤长度的关系曲线。
色散是指光信号在光纤中传输过程中不同波长的光速度差异引起的现象。
从曲线中可以观察到色散值随着光纤长度的增加而增加，这是由于光纤的折射率剖面引起的。
通过计算色散系数，可以评估光纤对不同波长光信号的传输性能。
五、实验结论通过本实验，我们了解到光纤的光学特性与其折射率、长度等因素密切相关。
光纤的损耗和色散是影响光纤传输质量的重要参数。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的光纤类型和长度，以达到最佳的传输效果。
光纤的基本理论
3. 按光纤构成的原材料分类
石英系光纤 多组分玻璃光纤 塑料包层光纤 全塑光纤 目前光纤通信中主要使用石英系光纤
4. 按光纤的套塑层分类
紧套光纤 松套光纤
1.1.2 多模阶跃折射率光纤的射
线光学理论分析
图示为阶跃光纤的子午光线。
在多模阶跃光纤的纤芯中，光按直线传输， 在纤芯和包层的界面上光发生反射。由于 光纤中纤芯的折射率n1大于包层的折射率 n2，所以在芯包界面存在着临界角φc 。
射线轨迹法
在光纤半径和波长之比很大时，可得到很 好的近似结果，所谓“短波长极限”。
光射线与模式的联系
沿光纤轴方向传播的导波模可以分解 为一系列平面波的叠加，即在光纤轴的横 方向形成驻波分布。
任一平面波都与其相前垂直的射线联 系。
根据射线描述，只要入射角大于临界 角的任何射线都可以在光纤中传播，加上 驻波条件后，允许的角度就只有有限个。
围表示，也可用 频率范围 f来表示
它们的关系为
f
f
、f分别是光源的
中心波长和中心频
率
1.5.2 光纤色散的种类
模式色散 材料色散 波导色散 偏振模色散
1.5.3 光纤色散的表示法
特定模式传输群速度
vg
d d
单位长度光纤的群时延
g
1 vg
d d
1 d
c dk
2 d 2 c d
最大时延差
传导模 对于e j(t z) 中 n2k n1k时 截止模 当 n2k时，模式截止。 泄露模 n2k 时出现，仍被约束在纤
芯内传播一段距离。
归一化频率V
V
2 a
(n12
1
n22 )2
2 a
NA
光纤光学知识点总结
光纤光学知识点总结第一部分：光的基本特性1. 光的波动特性光是一种电磁波，具有波动和粒子性质。
其中，波动特性表现为光波具有波长、频率、振幅和相位等特性，而粒子性质表现为光子是光的基本粒子，具有动量和能量。
2. 光的传播方式光的传播方式主要有直线传播和曲线传播两种。
直线传播是指光在均匀介质中以直线传播的方式进行传播，而曲线传播是指光在非均匀介质中因受到折射、反射等影响而沿曲线传播。
3. 光的衍射和干涉光的衍射是指光波在遇到缝隙或障碍物时产生偏折现象，而干涉是指两束光波相遇时产生互相干涉的现象。
衍射和干涉是光波的特有现象，是光学研究中重要的现象之一。
第二部分：光纤的基本结构和工作原理1. 光纤的基本结构光纤由芯、包层和外被组成。
其中，芯是光信号传输的核心部分，包层是为了保护芯而设置的，而外被则是为了保护整根光纤而设置的。
2. 光纤的传输特性光纤的传输特性主要包括色散、衰减和非线性失真等。
其中，色散是指不同波长的光波由于折射率的不同而产生的传输延迟差异，衰减是指光在传输过程中能量的损失，而非线性失真是指光波在非线性介质中传输时产生的波形失真现象。
3. 光纤的工作原理光纤的工作原理主要包括全内反射、多模传输和单模传输等。
其中，全内反射是指光在光纤中由于折射率不同而产生的全内反射现象，多模传输是指光纤中可以传输多个模式的光信号，而单模传输是指光纤中只能传输一个模式的光信号。
第三部分：光纤的应用领域1. 通信领域光纤在通信领域有着广泛的应用，主要包括长途通信、城域通信、局域通信和家庭通信等。
其中，长途通信是指利用光纤进行跨国、跨洲的通信传输，城域通信是指利用光纤进行城市范围内的通信传输，局域通信是指利用光纤进行企业或园区内的通信传输，而家庭通信是指利用光纤进行家庭内部的通信传输。
2. 医疗领域光纤在医疗领域有着广泛的应用，主要包括内窥镜、激光治疗和医学影像等。
其中，内窥镜是指利用光纤传输光源，使医生可以在体内进行观察和手术，激光治疗是指利用光纤传输激光能量进行疾病治疗，而医学影像是指利用光纤传输光源，进行医学图像的采集和传输。
光纤光学光纤传输的基本理论
MAXWELL’S EQUATIONS ∇ · B = 0 ∇ · D = ρ ∇×E = −∂B/∂t ∇×H = J +∂D/∂t From the first line, the normal ponents of D and B are continuous across a dielectric interface From the second line, the tangential ponents of E and H are continuous across a dielectric interface
由于渐变型多模光纤折射率分布是径向坐标r的函数，纤芯各点数值孔径不同.
01
单击此处添加小标题
局部数值孔径NA(r)和最大数值孔径NAmax
组层与层之间有细微的折射率变化的薄层, 其中在中心轴线处的层具有的折射率为n1，在包层边界的折射率为n2。这也是制造商如何来制造光纤的方法。
= r1 (1.13)
01
An(0) sin(Az) cos(Az)
cos(Az)
02
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。
r
03
这个公式是自聚焦透镜的理论依据。
θ*
由此可见，渐变型多模光纤的光线轨迹是传输距离z的正弦函数，对于确定的光纤，其幅度的大小取决于入射角θ0， 其周期Λ=2π/A=2πa/ ， 取决于光纤的结构参数(a, Δ)， 而与入射角θ0无关。
波动方程
麦克斯韦方程组
时、空坐标分离：亥姆霍兹方程，是关于E(x,y,z)和H(x,y,z)的方程式
单色波：
矢量的Helmholtz方程
空间坐标纵、横分离：得到关于E(x,y)和H(x,y)的方程式；
光纤光学实验报告
光纤光学实验报告光纤光学实验报告引言：光纤光学实验是一项重要的实验，它涉及到光的传输、衰减、折射等基本光学原理。
通过实验，我们可以更好地理解光纤的工作原理以及光的传输特性。
本文将围绕光纤光学实验展开讨论，从实验前的准备工作、实验步骤和实验结果等方面进行详细介绍。
实验前的准备工作：在进行光纤光学实验之前，我们需要做一些准备工作。
首先，我们需要准备好实验所需的材料和仪器，包括光纤、光纤连接器、光纤光源、光纤功率计等。
其次，我们需要熟悉光纤的基本原理和相关的光学知识，这样才能更好地理解实验的过程和结果。
最后，我们需要做好实验的安全措施，确保实验过程中的安全。
实验步骤：1. 实验的第一步是连接光纤。
我们首先需要将光纤连接器连接到光纤的两端，确保光纤的连接牢固。
在连接光纤时，我们需要注意光纤的方向，确保光信号能够正常传输。
2. 实验的第二步是测量光纤的衰减。
我们可以使用光纤功率计来测量光纤的衰减情况。
将光纤光源连接到一端的光纤连接器上，然后将光纤功率计连接到另一端的光纤连接器上，通过测量功率计的读数，我们可以得到光纤的衰减情况。
3. 实验的第三步是观察光纤的折射现象。
我们可以使用一束光线照射到光纤的一端，然后观察光线在光纤中的传播情况。
通过观察光线的弯曲程度和传播路径，我们可以了解光纤的折射特性。
4. 实验的第四步是测量光纤的传输损耗。
我们可以使用光纤功率计来测量光纤的传输损耗。
将光纤光源连接到一端的光纤连接器上，然后将光纤功率计连接到另一端的光纤连接器上，通过测量功率计的读数，我们可以得到光纤的传输损耗情况。
实验结果：通过实验，我们可以得到以下几个结果：1. 光纤的衰减情况：根据测量的结果，我们可以得知光纤的衰减程度，这对于实际应用中的光纤传输非常重要。
2. 光纤的折射特性：通过观察光线在光纤中的传播情况，我们可以了解光纤的折射特性，这对于光纤的设计和应用都有重要意义。
3. 光纤的传输损耗：通过测量光纤的传输损耗，我们可以了解光纤的传输效率，这对于光纤的使用和维护都非常重要。
光纤光学实验原理
光纤光学实验原理
嘿，朋友们！今天咱们来聊聊光纤光学实验原理。
想象一下，光纤就像是一条超级细长的信息高速公路，专门用来传输光信号呢。
在这个实验里呀，原理其实很简单。
光就像个调皮的小孩子，喜欢沿着特定的路径跑。
而光纤呢，就是给光准备的专门跑道。
它的里面有个核心部分，这可是关键哦，光主要就沿着这里跑。
然后呢，光在光纤里跑得可欢啦，几乎不会跑出去。
这就好比我们在一个很直很顺的管道里滚小球，小球会一直往前滚呀滚。
我们做这个实验呢，就是要搞清楚光怎么在光纤里愉快玩耍的，怎么能传得又快又好。
通过各种巧妙的设置和观察，就像我们观察小朋友在游乐场里的一举一动一样。
总之呢，光纤光学实验原理就是让我们看到光在光纤这个神奇的“跑道”上的奇妙旅程，是不是很有趣呀！大家可以自己去试试哦，感受一下光的神奇魔力！。
光纤应用的光学原理
光纤应用的光学原理1. 光纤的基本结构和特性光纤是一种使用光的传输信息的技术。
它通常由一个细长的玻璃或塑料纤维组成，具有以下特点：•传输速度快：光的传输速度非常快，光纤可以以接近光速的速度传输数据。
•传输距离远：相比电信号，光信号在光纤中的传输距离更远，可以达到几百公里。
•抗干扰能力强：光纤可以抵抗电磁干扰，不会受到电磁波干扰而导致信号损失。
2. 光纤传输的基本原理光纤的传输基于光的折射原理。
当光从一种介质传播到另一种介质时，光线的传播路径会发生改变。
当光从光纤的外部射入时，它会遵循以下原则：•光的全反射：光线会在光纤中发生全反射，沿着光纤的轴向传播。
•光的模式：光线在光纤中可以以不同的模式传播，常见的有单模光纤和多模光纤。
•光的衰减：光在传输过程中会逐渐衰减，这是由于光与光纤材料之间的吸收和散射引起的。
3. 光纤通信系统的构成光纤通信系统主要由以下几个组成部分构成：•光源：光源可以是激光器或发光二极管，它们产生出高强度的光信号。
•光纤：光纤是信息传输的通道，负责将光信号传输到目的地。
•光探测器：光探测器用于将光信号转换为电信号，方便后续的处理和解码。
•光放大器：光放大器用于放大光信号，以增加光信号的传输距离。
•调制解调器：调制解调器用于将电信号转换为光信号，以及将光信号转换为电信号。
4. 光纤应用领域光纤应用的广泛性使其在很多领域都有重要的应用，包括但不限于以下几个方面：•通信领域：光纤通信已经成为主流的通信方式，用于传输电话、互联网和电视信号等。
•医疗领域：光纤被广泛应用于内窥镜、光治疗和激光手术等医疗设备中。
•传感器领域：光纤传感器可以用于测量温度、压力、应变和振动等物理量。
•工业领域：光纤在工业自动化、机器视觉和光纤激光加工等领域发挥重要作用。
•军事领域：光纤用于军事通信、光学雷达和远程传感等军事应用。
5. 光纤的发展趋势随着科技的不断进步，光纤应用的发展也日新月异。
未来光纤应用的发展趋势包括：•光纤网络的普及：随着网络的普及，光纤网络将成为主流的网络传输方式。
光纤光学总结剖析
说明：重点放在了二三四章以及第五章前面部分，别的则比较缩略。
第一章1.光纤通信优点宽带宽，低损耗，保密性好，易铺设2.光纤介质圆柱光波导，充分约束光波的横向传输（横向没有辐射泄漏），纵向实现长距离传输。
基本结构：纤芯、包层、套塑层光波导：约束光波传输的媒介导波光：受到约束的光波光波导三要素：“芯/ 包”结构凸形折射率分布，n1>n2低传输损耗3.光纤分类通信用和非通信用4. 单模光纤：只允许一个模式传输的光纤；多模光纤：光纤中允许两个或更多的模式传播。
5. 如何改善光纤的传输特性：减少OH- ，降低损耗；改变芯经和结构参数，色散位移；改变折射率分布，降低非线性6.光纤制备工艺预制棒：MCVD OVD VAD PCVD之后为光纤拉丝，套塑，成缆工艺。
第二章1.理论根基2.2. 光纤是一种介质光波导，具有如下特点：①无传导电流；②无自由电荷；③线性各向同性3. 边界条件：在两种介质交界面上电磁场矢量的E(x,y)和H(x,y)切向分量要连续,D与B的法向分量连续：4.由程函方程推得射线方程，再推得光线总是向折射率高的区域弯曲。
5. 光纤波导光波传输特征：在纵向（轴向）以“行波”形式存在，横向以“驻波”形式存在。
场分布沿轴向只有相位变化，没有幅度变化。
6.模式求解波导场方程可得本征解及相应的本征值。
通常将本征解定义为“模式”. 每一个模式对应于沿光波导轴向传播的一种电磁波；每一个模式对应于某一本征值并满足全部边界条件; 模式具有确定的相速群速和横场分布.模式是波导结构的固有电磁共振属性的表征。
给定的波导中能够存在的模式及其性质是已确定了的,外界激励源只能激励起光波导中允许存在的模式而不会改变模式的固有性质。
(χ和β及边界条件均由光纤本身决定，与外界激励源无关)横模光波在传输过程中，在光束横截面上将形成具有各种不同形式的稳定分布，这种具有稳定光强分布的电磁波，称为横模。
横模（表现在光斑形状）的分布是和光波传输区域的横向（xy 面）结构相关的；相长干涉条件：2 nL＝Kλ纵模是与激光腔长度相关的，所以叫做“纵模”，纵模是指频率而言的。
光纤光学知识总结
光纤光学知识总结1. 引言光纤光学是一门研究光传输和操控的学科，它是现代通信、医学和工业等领域中不可或缺的关键技术。
光纤光学利用光纤作为传输介质，通过光的折射和全反射实现信号传输。
本文将对光纤光学的基本原理、传输性能和应用领域进行总结和介绍。
2. 光纤的基本原理光纤是一种通过内部光的全反射实现光信号传输的介质。
它由一个中心芯和一个外包层组成。
中心芯是光信号传输的主要部分，通常由高折射率的玻璃或塑料材料构成。
外包层则是低折射率的材料，用于包裹和保护中心芯。
光纤通过光的折射和全反射，实现将光信号沿着光纤传输的目的。
3. 光纤的传输性能3.1 传输带宽光纤的传输带宽是指光纤能够传输的最大频率信号的能力。
它受到光纤的材料特性、设计和制造工艺等因素的影响。
高质量的光纤能够支持更高的传输带宽，从而实现更高速率、更大容量的数据传输。
3.2 传输损耗传输损耗是光信号在光纤中传输过程中的能量损失。
它由散射、吸收和弯曲等因素引起。
传输损耗通常以每单位长度的衰减值（dB/km）来表示。
光纤的传输损耗越低，传输距离就越长，信号质量就越好。
3.3 色散色散是指光信号在光纤中传输过程中，不同频率的光信号由于折射率的差异而传播速度不同的现象。
色散会导致光脉冲的展宽和失真，限制了光信号的传输距离和速率。
4. 光纤光学的应用领域4.1 光通信光通信是光纤光学的主要应用之一。
光纤光学的高带宽和低损耗特性使得光纤成为主流的长距离通信传输介质。
光纤通信系统通过调制光信号来传输数据，实现了高速率、大容量的信息传输。
4.2 医学影像光纤光学在医学影像领域有广泛的应用。
通过光纤的灵活性和小尺寸，可以将光信号传输到人体内部，实现光学成像和激光手术等应用。
例如，内窥镜和激光手术器械中都使用了光纤。
4.3 工业检测光纤光学在工业检测领域也具有重要的应用价值。
光纤传感器可以通过测量光的强度、相位和波长等参数，实现对温度、压力、液位等物理量的测量。
光纤传感器具有高精度、抗干扰和耐腐蚀等特点，被广泛应用于工业自动化和安全监测等领域。
光纤光学实验报告
篇一：实验八光纤光学基本知识演示实验报告专业班级：学号： ---- 姓名：成绩：12篇二：光纤光学与半导体激光特性实验指导书光纤光学与半导体激光器的电光特性由于20世纪70年代光纤制造技术和半导体激光器技术的突破性发展，光纤通信已成为现代社会最主要的通信手段之一。
本实验利用通信用单模光纤和可见光（红光）半导体激光器对光通信过程进行了一个开放的、原理性的模拟，以期通过实际操作，对光纤本身的光学特性和半导体激光器的电光特性进行一个初步的研究。
使学生对光纤和半导体激光器有一个基本的了解和认识。
一．实验目的1．理解和巩固光学的基本原理和知识；2．了解掌握光纤的使用技巧和处理方法；3．了解掌握半导体激光器的使用方法和电光特性；4、了解掌握光纤的一些光学特性和参数测量方法。
二．基本原理光纤通信的光学理论是建立在光的全反射理论和波导理论上的。
现代光通信中使用的光纤一般分为单模光纤和多模光纤两种。
它们在结构上的区别主要在于纤芯的几何尺寸上，图1是光纤结构图。
它由三层结构构成：（1）纤芯：由掺有少量其他元素的石英玻璃构成（为提高折射率），对于单模光纤，直径约9.2 mm，而对于多模光纤，纤芯直径一般为50 mm。
这是它们在结构上的最主要区别。
（2）包层：由石英玻璃构成，但由于成分的差异它的折射率比纤芯的折射率略微低一些，以形成全反射条件。
直径约为125 mm。
（3）涂覆层：为了增加光纤的强度和抗弯性、保护光纤，在包层外涂覆了塑料或树脂保护层。
其直径约245 mm。
激光主要在纤芯和包层中传播。
图1 光纤结构示意图1．光纤端面的处理为了使激光在输入光纤和输出光纤时有一个理想的状态，如较高的耦合效率，均匀对称的光斑和模式。
一般均需要对光纤的端面进行较为细致的处理。
一般光纤端面的处理有两种主要方法。
一种是使用专用刀具进行切割。
另一种为研磨处理。
在本实验中，采用较为简单的手工刀具切割，以使光纤端面较为平整。
2．光纤的耦合和耦合效率在本实验中，光纤的耦合是指将激光从光纤端面输入光纤，以使激光可沿着光纤进行传输。
光纤光学 学习指南
第一部分.光纤光学需要掌握的基本概念与重要结论第一章．绪论（4学时）1.光纤的优缺点优点：大容量；低损耗；抗干扰能力强；保密性好；体积小重量轻；材料取之不竭；抗腐蚀耐高温。
缺点：易折断；连接分路困难；怕水；怕弯曲。
2.光纤的分类重点掌握(1)光纤的结构，纤芯、包层、涂覆层的特点与作用(2)阶跃折射率分布光纤(SIOF)与渐变折射率分布光(GIOF)的特点与区别，折射率分布形式。
一些基本参数的意义与其表达式：相对折射差∆的意义与表达式；折射率分布参数g的意义（当g=∞时为SIOF，当g=2时为平方率分布光纤，当g=1时为三角分布光纤）。
(3)单模光纤与多模光纤的特点与区别（传输的模式数，芯径的大小，归一化频率）；归一化频率的意义与表达式（阶跃单模光纤的判据：V<2.405，渐变单模光纤的判据：V<3.508。
注意我们经常见到的2.405 是对阶跃光纤而言的）。
简单了解其它种类的光纤，例如保偏光纤与有源光纤（后面的课程会学到）。
3.光纤的制备工艺简单的了解一下。
第二章．光纤光学的基本方程（2学时）1.分析光纤波导的两种理论“几何光学方法”与“波动光学理论”的应用条件（几何光学方法：芯径远大于光波长；波动光学理论：芯径与波长可比例）与特点。
2.由麦克斯韦方程组出发推导波导场方程(1)“三次分离”，基本过程以及能够这样分离的依据“电磁”分离：由麦克斯韦方程组到波动方程“时空”分离：由波动方程到亥姆霍兹方程“横纵”分离：由亥姆霍兹方程到波到场方程(2)SIOF与GIOF中光线方程的意义，即SIOF与GIOF中光线的传播形式3.模式及其基本性质(1)模式的基本概念与定义(2)TEM、TE、TM、HE、EH模式的特点(3)纵向传播常数β横向传播常数W、U的意义（重点了解W的意义），以及W、U、V之间的关系(4)截止与远离截止的概念与基本条件（W=0截止，W=∞远离截止）(5)相速度、群速度、群延时的基本概念(6)线偏振模的概念第三章．阶跃折射率分布光纤（6学时）1.几何光学分析方法主要掌握一些基本的概念，“子午光线”与“偏斜光线”的定义；数值孔径的表达式，以及其物理意义(标志着光纤收光能力以及与光源耦合时偶和效率的大小)，数值孔径与传输带宽的关系（成反比）。
光纤的光学参数
光纤的光学参数引言光纤是一种具有较高折射率的细长光导体，通过内部反射的原理，可将光信号传输到远距离。
光纤的光学参数是指描述光纤传输特性的各种参数，包括折射率、传输损耗、色散等。
本文将全面、详细、完整地探讨光纤的光学参数。
光纤的折射率光纤的折射率是指光在光纤中传播时，由于介质折射率的影响，光线的偏折程度。
折射率决定了光纤传输中的散射、折射以及传输效率。
通常情况下，光纤的折射率大于周围介质的折射率，以保证光线能够完全被光纤内部反射而不泄漏出去。
光纤的折射率可以通过折射率差（光纤折射率-外界折射率）来衡量，一般为0.01至0.02。
光纤的传输损耗光纤的传输损耗是指光信号在光纤传输过程中的能量损耗，其大小直接影响着光纤传输的距离和信号强度。
光纤的传输损耗主要由吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗和耦合损耗等因素导致。
吸收损耗光纤材料的吸收损耗通常由杂质和色心引起，杂质包括金属离子、杂质氧化物等。
吸收损耗会使光信号的能量被部分或完全吸收，导致传输损耗的增加。
散射损耗光纤的材料和制造工艺不可避免地会导致散射现象，散射是由于光纤内部的不均匀性引起的。
散射会使光信号在传输过程中发生方向改变，部分能量被散射出去，造成传输损耗。
弯曲损耗光纤的传输过程中，如果光纤被弯曲，会使光信号发生偏转，部分能量被漏出，导致传输损耗增加。
弯曲半径越小，弯曲损耗越大。
耦合损耗光纤之间的光信号传输通常需要通过光纤之间的耦合，耦合的过程中会产生耦合损耗。
耦合损耗主要由于光传输过程中的折射、散射现象等引起。
光纤的色散光纤的色散是指不同波长的光信号在光纤传输过程中由于光速和折射率的不同而引起的信号扩散现象。
光纤的色散会导致信号的失真和传输速率的限制。
色散的类型光纤的色散主要有色散的波导色散、材料色散和几何色散等。
波导色散是由于光脉冲在光纤中的传播导致的，材料色散是由于光纤材料的光学性质引起的，几何色散是由于光纤结构的非理想特性造成的。
色散的影响色散导致不同波长的光信号在传输过程中的传播速度不同，造成波形失真和相位抖动。
光纤检测实习总结
光纤检测实习总结引言本文是对我在光纤检测实习期间所学到的知识和经验的总结。
在这次实习中，我主要学习了光纤检测的基本原理、常见的光纤检测方法以及光纤检测设备的使用。
通过实践和实验，我对光纤检测技术有了更深入的了解，也提高了我在实际操作中的技能和经验。
光纤检测的基本原理光纤检测是利用光的干涉、散射、吸收和透射等特性，通过对光信号的分析来判断光纤的质量和性能。
光纤检测的基本原理包括以下几点：1.光的传输原理：光纤是一种能够将光信号进行传输的介质，其基本结构包括光纤芯和包层。
通过光的全反射原理，光信号可以在光纤中进行传输。
2.光的干涉原理：当两束光线相遇时，会产生干涉现象。
利用干涉现象，可以通过光的相位和振幅的变化来判断光纤的性能。
3.光的散射和吸收原理：在光纤中，光信号会发生散射和吸收。
通过对散射和吸收光强的测量，可以判断光纤的损耗和噪声情况。
光纤检测方法光纤检测可以采用多种方法，根据检测的目的和需求选择不同的方法。
下面介绍几种常见的光纤检测方法：光功率检测光功率检测是通过测量光信号的功率来判断光纤的质量和性能。
常见的光功率检测方法包括直接检测法和间接检测法。
直接检测法是将光功率计连接到光纤的输出端，通过测量输出光功率来判断光纤的信号强度。
间接检测法则是利用定标件和标准光源，通过与待测光纤进行比较来判断其光功率。
光耦合效率检测光耦合效率检测是通过测量光信号的传输效率来判断光纤的耦合情况。
光耦合效率可以通过测量输入光功率和输出光功率的变化来计算。
损耗测试损耗测试是用来评估光纤传输中的信号损耗情况。
常见的损耗测试方法包括端面反射损耗测试和直连损耗测试。
端面反射损耗测试是通过测量光纤端面的反射光强来判断光纤的反射情况。
直连损耗测试则是通过测量光纤传输过程中的光功率来计算传输损耗。
故障定位故障定位是用来确定光纤传输中的故障位置和原因。
常见的故障定位方法包括时间域反射法（OTDR）和光时间干涉法（OTIF）。
OTDR是利用光脉冲通过光纤后，测量反射和散射光信号的时间延迟来定位故障位置。
光纤光学第三版
光纤光学第三版光纤光学是一门关于光的传输和控制的学科，它在现代通信领域发挥着重要作用。
光纤光学技术的发展和应用，为人们的生活带来了巨大的改变。
本文将简要介绍光纤光学的基本原理和应用。
第一章：光纤光学的基本原理光纤光学的基本原理是利用光的全反射特性，将光信号沿光纤传输。
光纤由一个中心的光导芯和一个包围在外面的光折射层组成。
光信号在光导芯中传播时会发生全反射，从而实现光的传输。
光纤光学的主要优势是其传输速度快、容量大、抗干扰能力强等特点。
第二章：光纤光学的应用光纤光学在通信领域有着广泛的应用。
光纤通信是目前最常用的高速通信方式，它具有传输速度快、带宽大、信号衰减小等优点。
光纤通信不仅广泛应用于电话、互联网等常见通信领域，还被用于卫星通信、军事通信等特殊领域。
光纤传感技术也是光纤光学的重要应用之一。
光纤传感技术可以实现对温度、压力、光强等物理量的测量和监测。
这种传感技术具有高灵敏度、抗干扰能力强等特点，广泛应用于工业、医疗、环境监测等领域。
第三章：光纤光学的发展趋势随着科学技术的不断进步，光纤光学技术也在不断发展。
光纤光学在高速通信、数据存储、传感技术等方面的应用将进一步扩展。
光纤光学的发展趋势包括提高传输速度、增加传输容量、提高传输质量等。
光纤光学在医疗领域也有着广阔的前景。
光纤光学可以用于内窥镜、激光手术等医疗设备中，为医生提供更好的诊断和治疗手段。
总结：光纤光学是一门重要的学科，它在通信、传感和医疗等领域发挥着重要作用。
随着科学技术的不断进步，光纤光学技术将进一步发展并应用于更多领域。
光纤光学的发展将为人们的生活带来更多的便利和可能性。
让我们一起期待光纤光学的美好未来！。
光纤光学调研报告
光纤通信的发展谈到光纤通信的发展，我们不得不先说说光通信的历史。
在古老的世界文明史上，我国的烽火台是有记载的最早的光通信方式。
人们利用烽火台升起的狼烟传递战争的信息。
随着人们认识到信息的重要性。
17世纪中叶，人们发明了望远镜。
到1791年，法国人发明了灯信号，此后“灯语”通信在欧洲风靡一时。
直到今天，信号灯、旗语、望远镜等目视光通信的手段仍在使用，但是这一切还是最原始的光通信。
真正实现最初的光通信是1880年的贝尔的光电话。
贝尔用弧光灯或者太阳光作为光源，光束通过透镜聚焦在话筒的震动片上。
当人对着话筒讲话时，震动片随着语音震动而使反射光的强弱随着话音的强弱作相应的变化，从而使话音信息“承载”在光波上（这个过程叫调制）。
在接收端，装有一个抛物面接收镜，它把经过大气传送过来的载有话音信息的光波反射到硅光电池上，硅光电池将光能转换成电流（这个过程叫解调）。
电流送到听筒，就可以听到从发送端送过来的声音了。
这就是最初的光通信的几种方式。
光通信的发展随着光纤的发明而迅速兴盛且逐渐成为通信的主流。
人们首先发现了透明度很高的石英玻璃丝可以传光。
这种玻璃丝叫做光学纤维，简称“光纤”。
人们用它制造了在医疗上用的内窥镜，例如做成胃镜，可以观察到距离一米左右的体内情况。
但是它的衰减损耗很大，只能传送很短的距离。
光的损耗程度是用每千米的分贝为单位来衡量的。
这可以说是光纤最初的应用。
1966年7月英藉华人高锟（K.C.Kao)博士，通过在英国标准电信实验室所作的大量研究的基础上，就光纤传输的前景发表了具有重大历史意义的论文，论文分析了玻璃纤维损耗大的主要原因，大胆地预言，只要能设法降低玻璃纤维的杂质，就有可能使光纤的损耗从每公里1000分贝降低到20分贝／公里，从而有可能用于通信。
这篇论文使许多国家的科学家受到鼓舞，加强了为实现低损耗光纤而努力的信心。
世界上第一根低损耗的石英光纤――1970年，美国康宁玻璃公司的三名科研人员马瑞尔、卡普隆、凯克成功地制成了传输损耗每千米只有20分贝的光纤。
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说明：重点放在了二三四章以及第五章前面部分，别的则比较缩略。
第一章1.光纤通信优点宽带宽，低损耗，保密性好，易铺设2.光纤介质圆柱光波导，充分约束光波的横向传输（横向没有辐射泄漏），纵向实现长距离传输。
基本结构：纤芯、包层、套塑层光波导：约束光波传输的媒介导波光：受到约束的光波光波导三要素：“芯/ 包”结构凸形折射率分布，n1>n2低传输损耗3.光纤分类通信用和非通信用4. 单模光纤：只允许一个模式传输的光纤；多模光纤：光纤中允许两个或更多的模式传播。
5. 如何改善光纤的传输特性：减少OH- ，降低损耗；改变芯经和结构参数，色散位移；改变折射率分布，降低非线性6.光纤制备工艺预制棒：MCVD OVD VAD PCVD之后为光纤拉丝，套塑，成缆工艺。
第二章1.理论根基2.2. 光纤是一种介质光波导，具有如下特点：①无传导电流；②无自由电荷；③线性各向同性3. 边界条件：在两种介质交界面上电磁场矢量的E(x,y)和H(x,y)切向分量要连续,D与B的法向分量连续：4.由程函方程推得射线方程，再推得光线总是向折射率高的区域弯曲。
5. 光纤波导光波传输特征：在纵向（轴向）以“行波”形式存在，横向以“驻波”形式存在。
场分布沿轴向只有相位变化，没有幅度变化。
6.模式求解波导场方程可得本征解及相应的本征值。
通常将本征解定义为“模式”. 每一个模式对应于沿光波导轴向传播的一种电磁波；每一个模式对应于某一本征值并满足全部边界条件; 模式具有确定的相速群速和横场分布.模式是波导结构的固有电磁共振属性的表征。
给定的波导中能够存在的模式及其性质是已确定了的,外界激励源只能激励起光波导中允许存在的模式而不会改变模式的固有性质。
(χ和β及边界条件均由光纤本身决定，与外界激励源无关)横模光波在传输过程中，在光束横截面上将形成具有各种不同形式的稳定分布，这种具有稳定光强分布的电磁波，称为横模。
横模（表现在光斑形状）的分布是和光波传输区域的横向（xy 面）结构相关的；相长干涉条件：2 nL＝Kλ纵模是与激光腔长度相关的，所以叫做“纵模”，纵模是指频率而言的。
根据场的纵向分量Ez和Hz的存在与否,可将模式命名为:(1)横电磁模(TEM): Ez＝Hz＝0;(2)横电模(TE): E z＝0, Hz≠0;(3)横磁模(TM): Ez≠0, Hz＝0;(4)混杂模(HE或EH):Ez≠0, Hz≠0。
光纤中存在的模式多数为HE(EH)模,有时也出现TE(TM)模。
7.纵向传播常数物理意义：z方向单位长度位相变化率; 波矢量k的z-分量b实际上是等相位面沿z轴的变化率；b数值分立，对应一组导模；不同的导模对应于同一个b数值，我们称这些导模是简并的；8.归一化频率给定光纤中,允许存在的导模由其结构参数所限定。
光纤的结构参数可由其归一化频率V 表征: V 值越大，允许存在的导模数就越多。
9. 横向传播常数（U 、W ）U —— 导模在芯区中的驻波场的横向振荡频率W —— 导模在包层中消逝场的衰减速度，W 越大，衰减越快， 0→W 场在包层中不衰减，导模转化为辐射模，导模截止截止条件：远离截止条件：∞→W 场在包层中不存在，导模被约束在纤芯中，约束最强，远离截止10.相速度，群速度11群延时与色散群延时：光脉冲行经单位长度距离所需时间。
色散：不同模式之间会产生不同的群延时，这种群延时引起的脉冲展宽第三章1. 子午平面：与纤轴相交且与纤壁垂直的平面。
子午光线：在子午平面上传输的光线。
偏斜光线：与纤轴既不相交又不限于单一平面之内的光线。
2. ,即反映光纤接收光的能力，NA 越大，光纤收集光的能力增大，增加了光源与光纤的耦合效率。
应注意，光纤的数值孔径只决定于光纤的折射率，而与光纤的几何尺寸无关，这一点和普通的光学系统有所不同。
3. 相对折射率差:n n n 2/)(212221-=∆4. 光纤的通信容量正比于光纤的传输带宽，或单位长度光纤光脉冲展宽的倒数。
5. 结论1: 多模阶跃光纤通信容量并不高!结论2:多模阶跃光纤不适合于传输图像!（不聚焦）若考虑偏斜光线的传播，光纤的传输带宽比仅考虑子午光线时要小 6. 光纤是一种介质光波导，具有如下特点： ①无传导电流； ②无自由电荷； ③线性各向同性。
7.光纤模式分类8. TE0m 模与TMom 在临近截止与远离截止时具有相同的本征值，即两种模式处于简并态; 在截止与远离截止之间其本征值并不相同，称为简并击破。
9.模式的截止与远离截止:临近截止: W=0 , 场在包层中不衰减 远离截止: W →∞, 场在包层中不存在10.色散曲线结构参数给定的光纤中,模式分布是固定的。
可根据本征值方程式利用数值计算得到各导模传播常数β与光纤归一化频率V 值的关系曲线,称之为色散曲线。
因此,本征值方程又叫色散方程。
11.弱导光纤弱导光纤：亦即：,,201021n k n k n n ≈≈β≈≈2010n k n k光线与纤轴的夹角小；芯区对光场的限制较弱； 消逝场在包层中延伸较远。
弱导光纤场的特点：HE ι+1,m 模式与EH ι-1,m 色散曲线相近； 场的横向分量线偏振，且远大于纵向分量； 可以在直角坐标系中讨论问题可以得到简化的本征解与本征值方程LP 模的简并：当ι>0时，每一个LP ιm 模式有四重简并： 径向两种模式：沿x 或y 方向偏振； 角向两种变化：cos ι f 或 sin ι f当ι=0时，LP0m 模式只有两重简并，即只有径向变化，没有角向变化。
LP模偏振态：LPιm模的简并态是以光纤的弱导近似为前提的；实际上,n1和n2不可能相等,因此HEι+1,m模与EHι-1,m模的传播常数β不可能绝对相等,即两者的相速并不完全相同；随着电磁波的向前传播,场将沿z轴作线偏振波－椭圆偏振波－园偏振波－椭园偏振波－线偏振波的周期性变化；LP01是光纤基模。
模式的截止与远离截止:远离截止: W→∞, 场在包层中不存在临近截止: W=0 , 场在包层中不衰减导模远离截止:导模功率几乎全部集中在纤芯中传输。
导模邻近截止:对于低阶模，导模功率几乎全部在包层之中传输；对于高阶模(ι＞1)，仍有相当大一部分功率在纤芯中传输。
2m+L相同则纵向传播常数也相同。
模式的出射角与主模标号成正比,并与模式群序号p一一对应,高阶模出射角大,低阶模出射角小第四章2.3.轴向运动特点：相速: Vp＝ω/β＝c/ 恒为常数这说明渐变折射率分布光纤(GIOF)中的光线沿z轴传播的相速度恒定不变, 与光线的轴向夹角θz无关,这是一个与均匀折射率分布光纤(SIOF)完全不同的重要特点(SIOF中不同角度的光线轴向速度不同)。
4.GIOF带宽大于SIOF，为什么？？5.光线分类判据6.平方率分布GIOF:对于近轴子午光线可以很好会聚: 自聚焦光纤双曲正割分布GIOF:对于所有子午光线可以很好会聚: 理想分布对于倾斜光线特例(螺旋光线)很好会聚。
7.简并模平方率光纤中，2m+l相同的导模具有相同的纵向传播常数，即他们是简并的。
平方率分布光纤基模场分布为高斯函数，其模场半径W0为基模场的振幅衰减到最大值的1/e 时场分布的半宽度。
8.WKB法对于任意折射率分布的光纤,不可能通过严格求解波导场方程获得解析解。
WKB法基本思想:导模场分布的变化主要体现在相位的变化上可以将场解分解为缓慢变化的振幅函数与快速变化的相位函数的乘积。
9. 弱导光纤中存在线偏振模主模式标号: p=2m+l+110.场的输出特性输出近场图：光纤输出端面光功率沿半径r的分布。
输出远场图：光纤输出端面足够远处，光纤输出光功率沿角度的分布。
11.单模光纤的特点：（当光纤中只有一个模式传播时，称之为单模光纤）单模光纤具有极小的色散和极低的损耗，单模光纤中基模的相位、偏振、振幅等参数对于各种外界物理量(如磁场、电场、转动、振动、应力、温度等等)极为敏感。
（1）高斯近似：用高斯近似来描述单模光纤的场。
（2）等效阶跃光纤近似(ESF)寻找一条适当的阶跃型光纤去等效实际的渐变型光纤。
而阶跃型光纤的场解是已知的, 这样就得到了渐变型光纤的场解。
等效阶型光纤参数V和a的选择应使│β2－β2│为最小；12.单模光纤的双折射LP01 (HE11)包含两个相互正交的偏振模。
两个模式的相速并不完全相同。
随着电磁波的向前传播,基模场将沿z轴作线偏振波－椭圆偏振波－园偏振波－椭园偏振波－线偏振波的周期性变化。
场形变化一周期所行经的z向距离,即差拍长度为:Lb＝2π/Db=l0 / B; B=Db/k0 (B:光纤双折射参数)光纤中存在三种双折射：线双折射:在x和y方向折射率不同，合成椭圆偏振光园双折射:在左右旋方向折射率不同,引起线偏振面旋转椭圆双折射:上述两种情形迭加光纤双折射产生偏振模色散(PMD)问题：1.一根空心玻璃管能否传光？为什么？2.光纤纤芯变粗时，允许存在的模式数目如何变化？3.光纤中传播的光波有何特征？4.推导波导场方程经历了哪几种分离变量？5.本征方程有什么特点？6.模式是什么？7.如何唯一确定一个模式？8.由射线方程推导光线轨迹，只需要知道什么？9.渐变折射率分布光纤中光线如何传播？为什么？10.模场耦合是什么意思？1.为什么光纤要采用“芯包结构”？2.“单模光纤”中有几个导模？如果要求光纤只传输一个导模,应如何设计光纤?3.简述波动光学分析方法的基本思路.说明从麦克斯韦方程到波导场方程三次分离变量的理论依据。
4.波导场方程具有什么样的数学特征？5.模式的内涵是什么？在单模光纤中能否激励起LP11模式？为什么？6.从射线方程分别定性说明光线在SIOF和GIOF中的轨迹曲线。
7.从广义折射定理说明为什么光线总是向折射率高的区域弯曲。
8.说明光纤数值孔径的物理意义。
9.说明内散焦面、外散焦面和辐射散焦面的物理意义。
10.SIOF中子午光线的内、外散焦面半径各是多少？1.子午光线的主要特征是什么?2.推导SIOF数值孔径表达式; GIOF的数值孔径有何不同?3.为什么GIOF又称为“折射型”光纤？4.GIOF中光线角向运动有何特点？光线角向运动速度将取决于光线轨迹到纤轴距离r：在最大的r处光线转动最慢;在最大的r处光线转动最快；5.分别说明约束光线、隧道光线和折射光线的特点。
6.分别说明导模、漏模和辐射模的场分布特点？7.简述三种光线与三类模式的对应关系。
导模、漏模和辐射模对应于约束光线、隧道光线和折射光线。
8.说明传播常数b有何物理意义。
9.说明V、U、W的物理意义。
10.在什么条件下可以唯一确定光纤中的模式？1.“纵横关系式”有何作用？2.光场分量的哪一个分量总是独立满足波导场方程？写出该波导场方程式。
3.SIOF中波导场方程具有什么数学特征？4.在SIOF中如何求波导场方程的解？5.写出SIOF中推导本征值方程的主要数学步骤。