光纤中LP11模式的变化
mipi 调试经验
一、D-PHY1、传输模式LP（Low-Power）模式：用于传输控制信号，最高速率10 MHzHS（High-Speed）模式：用于高速传输数据，速率范围[80 Mbps，1Gbps] per Lane传输的最小单元为1 个字节，采用小端的方式及LSB first，MSB last。
2、Lane States* LP mode 有4 种状态：LP00、LP01（0）、LP10（1）、LP11 （Dp、Dn）* HS mode 有2 种状态：HS-0、HS-1HS 发送器发送的数据LP 接收器看到的都是LP00，3、Lane Levels* LP：0 ~ 1.2V* HS：100 ~ 300mV，HS common level = 200mV，swing = 200 mv4、操作模式在数据线上有3 种可能的操作模式：Escape mode, High-Speed (Burst) mode and Control mode，下面是从停止状态进入相应模式需要的时序：* Escape mode 进入时序：LP11→LP10→LP00→LP01→LP00，退出时序：LP10→LP11当进入Escape mode 需要发送8-bit entry command 表明请求的动作，比如要进行低速数据传输则需要发送cmd：0x87，进入超低功耗模式则发送cmd：0x78。
在DSI 中LP 通讯只用Data Lane 0。
* High-Speed mode 进入时序：LP11→LP01→LP00→SoT(0001_1101)，退出时序：EoT→LP11，时序图如下：* Turnaround 进入时序：LP11→LP10→LP00→LP10→LP00，退出时序：LP00→LP10→LP11这是开启BTA 的时序，一般用于从slave 返回数据如ACK：0x84。
5、时序要求在调试DSI 或者CSI 的时候，HS mode 下的几个时序非常重要：T_LPX，T_HS-SETTLE ≈ T_HS-PREPARE + T_HS-ZERO，T_HS-TRAIL，一般遵循的原则为：Host 端的T_HS-SETTLE > Slave 端的T_HS-SETTLE。
光纤截止波长测试及影响因素
光纤截止波长测试及影响因素涂昌伟 Tu changwei成都中住光纤有限公司 Chendu SEI Optical Fiber Co.,Ltd摘要：现代光纤通信中单模光纤已经作为的光传输主要媒介，由光纤的传输理论可知，把包层和芯层边界代入波动方程求解，可得LP11模截止时光纤只有单模即LP01模传输，对应的波长叫作截止波长。
在通信链路中系统波长必须大于截止波长。
国际电信联盟技术委员会ITU-T 根据不同的测试条件和环境规定了截止波长测试方法和替代方法及相应标准，本文主要针对用光谱传输功率法进行截止波长测试及影响测试截止波长的原因进行阐述。
关键词：单模光纤、截止波长、光谱传输功率法Abstract: A Singlemode fiber is a primary optic transmission medium in modern Fiber-optic communication. With the fiber transmission theory ，we solve wave equations according to fiber ’s core-cladding boundary and know that fiber transmits only by Singlemode(LP01 mode) if the higher mode(LP11 mode) is cut-off. That wavelength is defined as cut-off wavelength. The system ‘s operating wavelength must be greater than the fiber cut-off wavelength in transmission-lank. The International Telecommunication Union Standardization Sector(ITU-T) rule the cut-off wavelength measuring method ,the substitution method and the corresponding standard by the deferent measuring factor and condition. This article describe the optic spectral transmitted power technique which measure the cut-off wavelength and the influent factor.Key words: a Singlemode fiber, cut-off wavelength, an optic spectral transmitted power technique一． 截止波长的物理概念和定义根据光纤中光传输的标量波动方程求解可知，单模光纤LP11模的截止波长为：∆=221n V acc πλ 1-1 对于阶跃型光纤，Vc=2.40483。
光纤截止波长测试
光纤截止波长测试及影响因素涂昌伟 Tu changwei成都中住光纤有限公司 Chendu SEI Optical Fiber Co.,Ltd摘要：现代光纤通信中单模光纤已经作为的光传输主要媒介，由光纤的传输理论可知，把包层和芯层边界代入波动方程求解，可得LP11模截止时光纤只有单模即LP01模传输，对应的波长叫作截止波长。
在通信链路中系统波长必须大于截止波长。
国际电信联盟技术委员会ITU-T 根据不同的测试条件和环境规定了截止波长测试方法和替代方法及相应标准，本文主要针对用光谱传输功率法进行截止波长测试及影响测试截止波长的原因进行阐述。
关键词：单模光纤、截止波长、光谱传输功率法Abstract: A Singlemode fiber is a primary optic transmission medium in modern Fiber-optic communication. With the fiber transmission theory ，we solve wave equations according to fiber ’s core-cladding boundary and know that fiber transmits only by Singlemode(LP01 mode) if the higher mode(LP11 mode) is cut-off. That wavelength is defined as cut-off wavelength. The system ‘s operating wavelength must be greater than the fiber cut-off wavelength in transmission-lank. The International Telecommunication Union Standardization Sector(ITU-T) rule the cut-off wavelength measuring method ,the substitution method and the corresponding standard by the deferent measuring factor and condition. This article describe the optic spectral transmitted power technique which measure the cut-off wavelength and the influent factor.Key words: a Singlemode fiber, cut-off wavelength, an optic spectral transmitted power technique一． 截止波长的物理概念和定义根据光纤中光传输的标量波动方程求解可知，单模光纤LP11模的截止波长为：∆=221n V acc πλ 1-1 对于阶跃型光纤，Vc=2.40483。
RP Fiber Power 无源光纤之单模光纤
RP Fiber Power 无源光纤之单模光纤前面在关于无源光纤的玻璃光纤和模式的篇章中，我们已经看到，根据折射率分布和波长的不同，光纤可以引导不同数量的模式。
如果数值孔径和折射率对比度较小，则可能只有单一的引导模式(LP01模式)。
在这种情况下，这种光纤称为单模光纤。
这样LP11、LP20等高阶模就不存在了，只存在不局限于纤芯周围的包层模。
需要注意的是，在大多数情况下，不同偏振状态的光可都以被引导。
“单模”一词忽略了这样一个事实情况，就是通常在径向对称的折射率剖面和无双折射的情况下，实际上有两个不同的模，它具有相同的强度剖面，但线偏振方向正交。
任何其他偏振态都可以看作是这两个偏振态的线性叠加。
单模光纤的制导条件对于步进折射率光纤的设计，单模引导有一个简单的标准:V数必须在2.405以下。
V的定义如下：其中，λ是指真空波长，a是光纤核的半径，NA为数值孔径。
对于折射率的其他径向依赖性，甚至对于非径向对称的折射率剖面，单模条件通常需要进行数值计算。
使用标准V < 2.405是不正确的，例如V是从最大指数差计算出来的。
核尺寸的影响一般来说，人们可能认为更小的核心意味着更小的光纤模式。
对于常数V，这是成立的;对于较大的核，索引的对比会变得更小。
但是，如果保持数值孔径为常数，则V数随核半径变化，模态半径与核半径呈非单调依赖关系，如图2所示，NA为0.1:图1:常数数值孔径为0.12时模态半径与芯体半径的依赖关系。
模态半径通过强度剖面的第二矩(D4σ值)来定义。
单模区域位于灰色垂直线的左侧。
可以看出，当核心半径在4.8 μm以下，V数非常小时，模态半径就增大。
在小V值的情况下，模式远远超出了核心，它基本上偏离了高斯形状。
图2显示了较高NA为0.3时的相同情况:图2:常数数值孔径为0.12时模态半径与芯体半径的依赖关系。
例子:典型的单模光纤典型的一种，是波长为1.5μm的单模光纤可能具有芯半径为4μm和数值孔径为0.12的阶跃折射率剖面。
熊猫型单偏振光纤
熊猫型单偏振光纤高亚明;冯光;刘永建;周述文;杨德胜;朱守正;刘笑东【摘要】Single- polarization single-mode( SPSM) optical fiber of PANDA type is used mainly to make the fiber polarizer, FOG, fiber laser and sensor,there are obverse advantages compared with the other type fiber polarizer. We make it with drilling and packaging techniques. We increase the birefrigence of the fiber through putting two stress applying parts (SAP) besides the core symmetrically, and design asymmetrical refractive index along X and Y axes near the core. All these measures change effectively the refractive index along the two axes X and K.and it makes the two ap-pose modes HE11x and HE11y of waveguide mode LP01 cut off at different wavelength. We keep one mode HE11x as a waveguide mode and another HE,,y as a cut off mode by designing the work wavelength(1300 nm) between the two cut off wavelength. Its cross talk parameter is -35.1dB/Sm and the loss is 0.365 dB/km.%熊猫型(PANDA)单偏振光纤(SPSM)主要用来制作光纤起偏器、光纤陀螺、光纤激光器和光纤传感器,较以往出现的其他种类的光纤起偏器具有明显的优势.我所采用打孔组装工艺来制作,通过在纤芯两侧对称置入应力施加单元引起高双折射,以及利用光纤芯区附近X和Y轴向折射率的不对称设计的方法,有效的改变了X和Y两个轴向的有效折射率,使得导模LP01中的两个简并模HE11x和HE11Y分别截止于不同的波长,通过将工作波长(1300 nm)设计选择在它们之间,使其中一个偏振模式HE11x导通,而另一个偏振模式HE11Y 处于截止的状态,5 m长光纤样品串音参数达到- 35.1 dB,损耗为0.365 dB/km.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2011(041)011【总页数】4页(P1244-1247)【关键词】单偏振;起偏器;绝对单模;光纤;熊猫型【作者】高亚明;冯光;刘永建;周述文;杨德胜;朱守正;刘笑东【作者单位】中国电子科技集团公司第四十六研究所,天津300220;中国电子科技集团公司第四十六研究所,天津300220;中国电子科技集团公司第四十六研究所,天津300220;中国电子科技集团公司第四十六研究所,天津300220;中国电子科技集团公司第四十六研究所,天津300220;中国电子科技集团公司第四十六研究所,天津300220;中国电子科技集团公司第四十六研究所,天津300220【正文语种】中文【中图分类】TN2531 引言随着光纤通信和传感事业的不断发展，对光纤器件提出了新的要求，为了满足这种需要，涌现出了许多新器件，其中光纤起偏器就是一个典型代表。
Digital Energy LP 11 不间断电源系统系列 说明书
GE Industrial Systems操作手册Digital Energy™ LP 11不间断电源系统系列3-5-6-8-10kVAGE Digital Energy TM (通用电气数字能源)通用电气数字能源中国 电话：+86 21 3222 4555中国上海南京西路1468号28楼 传真：+86 21 6247 5056邮编：200040 网址： LP 11 UPS操作手册Digital Energy™ LP 11不间断电源系统系列3-5-6-8-10kVA序言感谢您选用通用电气数字能源（Digital Energy TM）LP系列不间断电源（UPS）产品。
我们建议在安装和启动UPS 之前请仔细阅读本手册。
请将本手册存放于一个安全的地方，以备您将来的使用。
在安装装置之前请仔细阅读第1章的重要安全指示。
© 2003 GE Digital Energy版权所有本出版物中所包含的信息仅为所显示的目的而制作。
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目 录 表1.重要安全须知 (4)1.1关于本手册 (4)1.2总则 (4)1.3安装 (4)1.4储存 (5)1.5蓄电池 (5)2.产品介绍 (6)2.1描述 (6)2.2保证期 (6)3.功能介绍 (7)3.1工作原理 (7)3.2正常状态 (7)3.3停电状态 (7)3.4自动旁路开关 (8)3.5手动旁路开关(维修开关) (8)4.安装 (9)4.1运输 (9)4.2开箱 (9)4.3装运清单 (9)4.4安装位置 (9)4.5安装 (9)4.5.1LP 3/5/6-11：标准安装步骤 (10)4.5.2LP 3/5/6-11：电池扩展单元安装 (11)4.5.3LP 8/10-11:标准安装过程 (12)4.5.4LP 8/10-11:电池扩展单元安装 (13)4.5.5LP-11 系列: 2 / 3 / 4 台设备并联运行 – 补充内容 (14)5.运行操作 (17)5.1前后面板简介 (17)5.2开机步骤 (19)5.3使用 (20)5.3.1信息菜单 (20)5.3.2状态和报警菜单 (21)5.3.3服务菜单 (23)5.3.4设置菜单 (25)5.4测试屏幕 (26)5.4.1电池检测，基本检测 (26)5.4.2快速电池检测 (26)5.4.3深度电池放电检测 (27)5.5其它功能 (27)5.5.1UPS停机 (27)5.5.2无蓄电池启动 (28)5.5.3UPS“休眠”状态及重新启动 (28)5.5.4旁路状态过载保护 (28)5.5.5经济运行模式（ECO——MODE） (28)5.5.6自动启动 (29)5.5.7高级电池管理 (29)6.界面特性 (30)6.1RS232/ 触点接口 (30)6.2紧急停机 (30)6.3继电器卡（选件） (30)6.4SNMP接口卡（选件） (30)7.选件特性 (31)7.1扩展后备时间 (31)7.2插卡 (31)7.3RPA功能(并联冗余结构) (31)8.维护 (32)8.1总则 (32)8.2通风风扇 (32)8.3电池 (32)8.4安全规范 (32)8.5储存 (32)8.6UPS的回收 (32)9.故障排除 (33)10.规格表 (34)附：LP11 UPS 安装图纸 (37)1. 重要安全须知1.1 关于本手册本手册包含所有UPS安装及维修所需的重要说明内容。
光纤复习整理
光纤复习整理光纤复习整理-----郭1、物质内部三种跃迁过程，半导体激光器发光原理。
⼯作物质和泵浦源是实现光的⾃发发射、受激吸收和受激发射的最基本条件。
⾃发发射：⼤量处于⾼能级的粒⼦，各⾃分别发射⼀列⼀列频率为ν=(E2 -E1) /h ) 的光波，但各列光波之间没有固定的相位关系，可以有不同的偏振⽅向，沿所有可能的⽅向传播。
各光⼦彼此⽆关。
LED受激发射：处于⾼能级：E2的粒⼦受到光⼦能量为ε的光照射时，粒⼦会由于这种⼊射光的刺激⽽发射出与⼊射光⼀模⼀样的光⼦，并跃迁到低能级 E1上。
有相同的偏振⽅向和传播⽅向。
LD受激吸收:低能级粒⼦吸收光⼦能量跃迁⾄⾼能级。
2、LD 采⽤双异质结结构的好处：（简答题）双异质结中存在的禁带宽度的差加强了对载流⼦的限制作⽤，存在的折射率差加强了对光⼦的限制作⽤，对光⼦和载流⼦限制作⽤的加强，提⾼了载流⼦的利⽤效率，减⼩了光⼦的损失，因⽽激光器的阈值电流降低，激光器的输出功率提⾼。
3、常⽤的线路编码码型：扰码、字变换码、插⼊型码。
mBnB码的缺点是在信号传输速率不变的情况下提⾼了线路信号传输速率。
4、PIN与APD的⼯作原理PIN：让中间吸收层尽量较厚，扩散区尽量变薄是降低扩散分量，提⾼响应速度的⼀种⽅法。
APD：利⽤雪崩倍增效应实现内部电流增益的半导体光电转换器件。
（不改变量⼦效率）5、接收机灵敏度基本概念光接收机灵敏度是表征光接收机调整到最佳状态时，接收微弱光信号的能⼒。
6、光隔离器⽤途：放置于激光器及光放⼤器前⾯，防⽌系统中的反射光对器件性能的影响甚⾄损伤，即只允许光单向传输。
结构：由起偏器、检偏器和旋光器组成。
（填空题）7、SDH帧结构的组成部分及其作⽤（简答题）1）信息净负荷，作⽤：STM-N帧中放置各种业务信息的地⽅。
2）段开销，作⽤：对STM-N整体信号流进⾏性能监控。
3）管理单元指针，作⽤：定位低速信号在STM-N帧的净负荷中的位置，使低速信号在⾼速信号中的位置可预知。
任意折射率剖面光纤LP11模归一化截止频率的计算
4 附录：MATLAB 程序及计算步骤
程序： % LP11：任意折射率剖面光纤 LP 模截止频率计算 clear all g=1; %设置折射率参数
m=5*(g+2);%设置 C(k)的计算项数 a=zeros(1,m); a(g)=1; %=============计算系数 b================= b=zeros(1,m+2); b=sym(b); syms V; b(g+2)=a(g)*(V^2); %=============系数 b 计算完毕============
g = ∞ 时即阶跃型光纤，阶跃型光纤的计算有其成熟的方法，本文不详细讨 论。 Nhomakorabea4
3 参考文献
[1] 曾维友. 基于磁光薄膜波导的集成光隔离器的研究[硕士论文].电子科技大学, 2007 [2] 吴重庆.光波导理论（第 2 版）. 北京:清华大学出版社, 2005 [3] 张伟刚.光纤光学原理及应用. 天津:南开大学出版社, 2008 [4] 求是科技.MATLAB7.0 从入门到精通. 北京:人民邮电出版社, 2006
以 y 为求解方向的场为例， （1） （2）带入（3） ，整理得到： 1 ' 2 2 r m2 '' Ey + ⋅ Ey + (k 0 n1 − β 2 ) − 2∆ ⋅ k 02 n12 f ( ) − 2 E y = 0 r a r 令 y ( ρ ) = E y (r a ) ，带入（4）得： （4）
%=============计算系数 C================= C=zeros(1,m+2); C=sym(C); C(0+1)='1'; C(1+1)='0'; syms bC; bC=sym(0);
G654E光纤长距离传输性能研究G654Efiber-Corning
G654E光纤长距离传输性能研究G654Efiber-CorningG.654E光纤长距离传输性能研究Sergejs Makovejs1, John Downie1, 董浩1, Michael Mlejnek1，陈皓2（1. 康宁公司，纽约州康宁；2. 康宁光通信中国，上海200233）摘要：本⽂对ITU-T G.654E光纤进⾏了传输性能的研究，总结了该类型光纤的⼀些新的特性。
研究结果表明，G.654E光纤的品质因⼦（Figure of merit, FOM）⽐常规G.652光纤⾼3dB左右，实际400G系统测试结果显⽰G.654E光纤⽐G.652光纤的传输距离提升60%以上。
同时也讨论了配有拉曼放⼤器的传输系统⼯作在G.654E 光纤（泵浦光⼯作在光纤截⽌波长以下）时出现的新特性。
关键词：G.654E光纤，400G，品质因⼦，拉曼放⼤，截⽌波长G.654.E fiber performance characterization research in long haultransmissionSergejs Makovejs1, John Downie1, Hao Dong1, Michael Mlejnek1, Hao Chen21, Corning Incorporated, Corning NY, 14831, USA2,Cornng Optical Communication China, Shanghai,200233Abstract：This paper summarizes our recent findings on ITU-T G.654E fiber transmission performance, for which we used Corning TXF fiber. Our model shows that G.654E fiber can provide almost up to 3 dB improvement in figure of merit relative to G.652 fiber. Further experimental results showed that G.654E can allow for ~60 % reach improvement relative to G.652 fiber. Advanced topics related to the use of G.654E fiber in Raman-assisted systems are also discussed.Key words: G.654E fiber, 400G, FOM，Raman amplifier, cut-off wavelength1简介随着新的应⽤（如虚拟现实，物联⽹等）不断兴起，IP流量在未来5年预计增加3倍[1]，全球的⽹络运营商都⾯临着⽹络容量急速增加的挑战。
LP11和31报警信息
同时按前面板上‘down’（2）和‘enter/reset’（3）键约2秒钟，UPS切换负载到旁路。如果旁 FORCE BYPASS 路电源不在 限定范围内。下面一行将显示文字‘UNAVAILABLE’。 PRESS DOWN+ENTER AUTOMATIC BYPASS 维修设置信息，旁路使能和旁路禁止。如果禁止：UPS将不到旁路。 ENABLE BATTERY 14AH BAT 有关总的电池容量的维护设置信息。关于实际电池充电情况的信息。 CHARGE 99% 维修设置信息，有关逆变器跟随旁路频率的速度，低速（1Hz/秒）是正常值和缺省设置。高速 PLL LOCK SPEED （信息
ON LINEALARM （PRESS UP） ON LINE
中文解释
实际的操作模式和可能的操作模式如下所述。下面一行-IF DISPLAYED-显示警报出现。用“UP”键 可以恢复更多的信息。如果没有更多的信息，第二行是灰色的。 正常的操作模式 ON BYPASS 电子旁路，过载或失败的位置 ON BATTERY 市电失败，电池供电 OUTPUT OFF 无输出功率。这可能是因为无供给能源，或是来于通讯口的命令。 维修模式。 在标准的警报屏上按下“UP”键，相应的警报就被优先激活。用“UP”和“DOWN”键，就能在警报 ON MANUAL BYPASS 信息之间切换。 LOADNOT PROTECTD 输出电容C1错误。 CAP C1 DEFECT UPS OVERLOADED 负载超出UPS的额定值，输出电压将不能保证。这段信息将做如下改变。 REDUCE LOAD 以UPS额定功率为基准，用%来表示实际负载。如果负载大于100%，这些信息将被显示。如果负载超 LOADNOT PROTECTD 过150%，UPS认为现状已符合切换的条件，将立即切换到旁路。如果在100%-150%之间的过载长期存 在，考虑到过热，UPS最终也会切换到旁路。如果旁路切换被禁止（因为市电电压和频率不正 LOAD 107% 常），UPS将在几秒钟内被自动关断。这样，UPS将无输出。为了避免这种情况出现，在使用UPS之 前，请确保其输出功率在允许范围之内。 制冷盘或输出变压器的温度过高。这样，负载将被自动切换到旁路。 运行时的过热可能由下述原因引起： •周围环境温度过高 LOADNOT PROTECTD •通风不良 •处于过载状态 TEMP TOO HIGH •风扇坏了 如果此时UPS运行在“ON LINE”模式下，UPS将被切换到旁路（如果旁路允许，祥见上面“UPS OVERLOAD”的警报说明），直到温度恢复正常为止。如果此时UPS工作在电池模式下，UPS的输出功 率将丢失。 LOADNOT PROTECTD 直流内部电压过高，内部失败 VOLTAGE TOO HIGH BATTERY CHARGER 电池充电器的输出电压过高，内部失败。 VOLTAGE TOO HIGH BATTERY CHARGER 因为电池失败或其周围的环境温度过高，导致电池温度过高。 TEMP TOO HIGH BATTERY CHARGER 充电24小时之后，电池电压仍然没有达到额定的浮充电压。这可能是因为某些电池损坏，或电池柜 NO-FLOAT 之间的连接出现问题，或者是充电器损坏。 CAPACITOR C2 由于损坏或老化，有一些直流电容需要更换。 CAPACITY LOW CAPACITOR C3 由于损坏或老化，有一些直流电容需要更换。 CAPACITY LOW LOAD NOT 逆变器的输出失败，这将导致向旁路的切换 PROTECTED INVERTER OFF LOAD NOT 如果剩余支持时间为零，负载将被自动切换到旁路。 PROTECTED BATTERY DEPLETED LOAD NOT 如果剩余支持时间少于设定值（标准为两分钟），如下信息将被显示： PROTECTED BATTERY LOW 因为电池持续放电，时间一过，输出将中断。这时，绝对需要计算机设备的控制关断。 UPS SHUTDOWN LEFT （用通讯口，这个过程可以被自动完成）。如果UPS运行于100%负载状态下，关断程序将在“ 2 MINUTES BATTERY LOW”警报启动后的两分钟内完成。 当电池完全放电后，UPS将无法对所接负载供电。 INTERNAL BATTERY 一个内部保险丝损坏，这可能是源于内部系统的失败。 FUSE FAILURE EXTERNAL BATTERY 电池的外部MCB处于“OFF”位置（DOWN）：外部电池柜的能量储备不足。如果没有手动操作过，这 FUSE FAILURE 可能是由于线圈的损坏或电池的损坏。 REPALCE BATTERY 电池的化学物品耗尽。如果电池过期，为了保护您的设备，请尽可能快的更换电池。 INPUT OUT LIMITS 市电电压或市电频率超出UPS的允许输入范围。 137V 138V 140V
普通光纤基础理论5
(116) (117)
式(117)是阶跃光纤波导的一种特征方程。 这是一个超越方程，由它可以求解U或W，β 进而可定出常数A。
4.2
截止条件和传输模 由修正的汉克尔函数性能可知，当W>0 时，Km(Wr/a)将很快衰减到零，适合于描述 阶跃光纤包层中光的传输。这样射入光纤的光 将局限于纤芯中传播。 截止条件:W=0表示截止的入射角等于全反 射临界条件(从几何光学的观点看，截止的 临界状态即为入射光波的入射角等于全反射 临界角的情况)。 当W=0时，由式(117)得:
(118) 例如:当m=0时，便有J-1(U)=0，其根 为U=0，3.832，7.046，10.173，13.324 ，16.470…即当U等于上列值时，导模(正规 模)将截止。 对应于这一系列截止时的U值，是一组标 量模式，用Ψ0l表示。第一个角标“0”代表m =0；第二个角标代表第几根，用l表示，如 Ψ00、 Ψ01、 Ψ02、…。 Ψ00是主模，它的截止值为U=0。考虑到
V U W a (n n )k0 n1k0a(2) (104) 式中的a是纤芯半径，k0为自由空间的波数。 这时纤芯和包层交界处的边界条件是在两 种介质的交界处，标量本身连续，标量在与边 界正交的方向上(即法线上)的变化率连续；就 是横向场的幅度和它的幅度沿r方向上的变化 (即 / r )连续。
13.324
14.796 16.223 17.616
16.471
17.960 19.409 20.827
EH
EH EH EH
x
2 2
c
2
2
2 (n12 n2 ) x12
(98)
式中，ω是光波频率，c是光速。 截止频率:当x22=0时，令ω=ωc。 因为x1=Umn/a，所以: U mn c c 2 2 a n1 n2
光纤通信期末考试资料-书本整理
★★第一章★★★光纤通信：是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。
★光纤通信工作在什么区，其波长和频率：目前使用的通信光纤大多数采用基础材料为SiO2的光纤。
它是工作在近红外区，波长为0.8～1.8μm，对应的频率为167～375THz。
★光纤通信的主要优点：1 通信容量大；2 中继距离远；3 抗电磁干扰能力强，无串话；4 光纤细，光缆轻；5 资源丰富，节约有色金属和能源。
光纤还具有均衡容易、抗腐蚀、不怕潮湿的优点。
因而经济效益非常显著。
★光纤通信系统：光发送设备、光接收设备、光传输设备。
1 光发送设备：主要有驱动器和光源，其作用试吧店端机输入的信号对光源进行调制，使光源产生出与电信号相对应的光信号进入光纤。
2 光接收设备：主要有光检测器和光放大器，3 光传输设备：短距离的是电缆，长距离时要加中继器。
4 中继器：由光检测器、电信号放大器、判决再生电路、驱动器和光源等组成。
作用是将光信号变成电信号。
★★第二章★★★光与物质的作用实质上就是光与原子的相互作用，这种相互作用有三种主要过程：自发辐射、受激辐射、受激吸收。
自发辐射：该过程与外界作用无关，各个原子的辐射是自发地、独立地进行，彼此毫无关联。
（LED）受激辐射：在受激辐射中，通过一个光子的作用，可以得到两个特征完全相同的光子，如果这两个光子再引起其他原子产生受激辐射，就可以得到四个特征完全相同的光子，…，如此进行下去，将形成“雪崩”反应。
（LD）受激吸收：该过程对外来光有严格的频率选择性。
★形成粒子反转的条件：首先要有能实现粒子数反转分布的物质，也就是激光器的工作物质，它具有对光信号放大的能力；其次，要实现粒子数反转，还必须从外界输入能量，使工作物质中有尽可能多的粒子吸收能量后从低能级跃迁到高能级上去。
这一过程也称为激励。
当激励强度足够大时，便可在一堆激光能级之间实现粒子数反转。
★★第三章★★★通信光纤的纤芯通常是折射率为n1的高纯度SiO2，并有少量掺杂剂，以提高折射率。
光纤中LP11模式的变化
光纤中LP11模式的变化对于普通的线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光，可以用Stokes参量来表示：,,其满足：所以，Stokes参量构成了笛卡尔空间的一个球面，这个球面上任意一点都表示一种偏振态，这个球就是庞加莱球（图1.a）。
但是庞加莱球无法表示非均匀偏振态，比如LP11模式的偏振。
为了解决这个问题，文献[1]中将一阶模式分解为左旋的拉盖尔-高斯模式（）和右旋的拉盖尔-高斯模式（）的叠加，并类似于Stokes参量，定义了3个新的参数并且这3个参数满足由此这3个参数可以构成一个球，称为一阶模式的庞加莱球（图1.b）。
图1 (a)庞加莱球；(b)一阶模式的庞加莱球文献[2]将模式和模式作为基矢来表示所有的模式，模式和模式可用类Jones矩阵表示为：|>=, |>=,其余的模式可表示为：E=A|>+B|>=A,B分别是|>、|>的归一化强度（）,是两个模式间的相位差。
图2表示一阶模式的庞加莱球的球面上每一个点对应的模式分布。
图2. (a) 一阶模式的庞加莱球;(b)不同点对应的模式分布在光纤中，光束通过一段长L的存在双折射的光纤的传输Jonse矩阵为：其中，表示分别沿着快轴和慢轴的两个相互正交的模式的相位差；表示模式与慢轴的夹角，所以输出光束的Jones矩阵为|Output>=H*|Input>图3表示不同的入射角度（）下，标准的模式在一阶模式的庞加莱球上随的变化的轨迹，图4是模拟结果。
图3图4这说明模式可以通过改变入射角度和双折射的相位差来实现任意两个一阶模式之间的转化。
特别地，可以从任意模场分布为两瓣的模式转化为环形分布的模式。
附录：模式和模式与LP11中四个简并模间的关系：反过来，也可以由模式和模式合成TE01，TM01和HE21模式。
参考文献：[1] M. J. Padgett and J. Courtial, “Poincaré-sphere equivalent for light beamscontaining orbital angular momentum,” Opt. Lett., vol. 24, no. 7, p. 430, 1999.[2] Y. Li, X. Zeng, Q. Mo, W. Li, Z. Liu, and J. Wu, “Mode evolution in polarizationmaintain few mode fibers and applications in mode-division-multiplexingsystems,” no. October 2016, p. 100190N, 2016.。
单模光纤传输特性及光纤中非线性效应
第三章 单模光纤的传输特性及光纤中的非线性效应单模工作模特性及光功率分布 .............................. 错误!未定义书签。
单模光纤中LP 01模的高斯近似 ............................... 错误!未定义书签。
单模光纤的双折射（单模光纤中的偏振态传输特性） .............. 错误!未定义书签。
双折射概念 ............................................... 错误!未定义书签。
偏振模色散概念 .......................................... 错误!未定义书签。
单模光纤中偏振状态的演化 ................................ 错误!未定义书签。
单模单偏振光纤 .......................................... 错误!未定义书签。
单模光纤色散 ................................................. 错误!未定义书签。
色散概述 ................................................ 错误!未定义书签。
单模光纤的色散系数 ...................................... 错误!未定义书签。
单模光纤中的非线性效应 ...................................... 错误!未定义书签。
受激拉曼散射（SRS ） ..................................... 错误!未定义书签。
受激布里渊散射（SBS ） ................................... 错误!未定义书签。
非线性折射率及相关非线性现象 ................................ 错误!未定义书签。
光纤的模式理论2010-10-26
Fx
x
30
圆柱坐标系中的波动方程
j E z H z Er 2 ( r r ) t j E z H z E 2 ( r ) t H j ( H z E z ) r t2 r r H j ( H z E z ) t2 r
此时本征方程可简化为59阶跃光纤中的模式分析本征方程的统一形式heehhetmtelplplp60lmlp模截止值和远离截止值u值lp模截止条件远离截止条件截止远离截止值38317701561017313322404855201865371179149324048552018653711791493383177015610173133238317701561017313325135684171162147901lp02lp03lp04lp05lp11lp12lp13lp14lp15lp21lp22lp23lp24lp25lp61几种低阶模横截面上的光斑图62几种低阶模横截面上的光斑图63几种低阶模横截面上的光斑图64几种低阶模横截面上的光斑图65几种低阶模横截面上的光斑图66几种低阶模横截面上的光斑图6701lp几种低阶模横截面上的光斑图68几种低阶模横截面上的光斑图69模横截面上的光斑图1617lp70几种低阶模的归一化光功率分布01lp21lp11lp左边b09右边b0171he电场磁场四个低阶模式的电磁场矢量结构图横截面上72几个低阶模式的电磁场矢量结构图73多模渐变型光纤的模式特性传输常数传输常数多模渐变型光纤多模渐变型光纤传输常数的普遍公式为g和k前面已经定义了m是模式总数模式总数m是传输常数大于的模式数模式数
根据麦克斯韦方程组和物质方程（无源、各向同性介质中） D H D E ：介电常数 t B H B/ ：磁导率 E t j E H z 可得出 E ( z )
光纤通信习题解答
可知，最大接收角为12.22°，而入射角大于临界角， 所以入射光纤不满足全反射条件，不能传输，是辐射 模。
4
Chap.3 No.1 比较半导体激光器和发光二极管的异同。半 导体激光器（LD）有哪些特性？半导体发光二极管（LED） 有那些特性？ 解答题
LD和LED都可以用作通信光源。
LD原理是受激辐射，而LED是自发辐射。 LD是阈值器件，需要较完善的驱动和外围电路， 发散角较小,其发出的光谱线窄，适宜于高速率系统； LED没有阈值，结构简单，但其发散角较大,谱线 较宽，适用于要求较低的场合。
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Chap.5 No.1 光纤连接器应用在什么地方？影响 光纤连接器损耗的因素有哪些？
光纤连接器是使一根光纤与另一根光纤之间完成 活动连接的器件，主要用于光源器件尾纤输出或光电 检测器尾纤输入与传输光纤之间的连接。 光纤连接时引起的损耗与多种因素有关，诸如光 纤的结构参数（如纤芯直径、数值孔径等）、光纤的 相对位置（如横向位移、纵向间隙等）以及端面状态 （如形状、平行度）等。
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Chap.4 No.1 光纤通信系统对光检测器有什么要 求？比较PIN和APD各自的特点。
参见4.1，光纤通信系统对光检测器的基本要求是：
波长段内响应度或灵敏度要高 具有足够的带宽和响应速度
由检测器引入的附加噪声必须最低，暗电流、漏电流和并 联电导必须最小
较低的偏压或偏流，具有高可靠性和长寿命
注：段开销SOH区域中，第1～3行又被成为再生段开销RSOH。 第5～9行被称为复用段开销MSOH。
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STM-N 帧结构
9 270 N 字节
1 3 4 5
传输方向
SOH
AU PTR
STM－N 净负荷 （含POH）
单模光纤的基模计算
单模光纤的基模计算课程设计任务书学生姓名：专业班级：电子0902 指导教师：洪建勋工作单位：信息工程学院题目: 单模光纤的基模计算初始条件：计算机、beamprop软件要求完成的主要任务:1、课程设计工作量：2周2、技术要求：（1）学习beamprop软件。
（2）设计一个单模光纤，分析单模光纤的电磁场分布，并研究输入光波波长、纤芯折射率、纤芯半径对单模光纤传输模式的影响。
（3）对单模光纤的电磁场分布和传输模式进行beamprop软件仿真工作。
3、查阅至少5篇参考文献。
按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。
全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。
时间安排：2012.6.25做课设具体实施安排和课设报告格式要求说明。
2012.6.25-6.28学习beamprop软件，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。
2012.6.29-7.5对单模光纤进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。
2012.7.6提交课程设计报告，进行答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract ........................................................................................................................ I I1 绪论 (1)2 光纤概述 (2)2.1 光纤基本介绍 (2)2.1.1 光纤的结构 (2)2.1.2 光纤的分类 (2)2.2 光纤的波动理论分析 (5)3 单模光纤 (7)3.1 单模传输的条件 (7)3.2 单模光纤的特性参数 (7)3.2.1 衰减系数 (7)3.2.2 色散系数 (7)3.2.3 模场直径 (8)3.2.4 截止波长 (9)4 Beamprop介绍 (10)5 软件仿真 (11)5.1 软件参数设置 (11)5.2 软件仿真及结果分析 (14)5.2.1 单模光纤的电磁场分布 (14)5.2.2 输入光波长对单模光纤模式的影响 (15)5.2.3 折射率对单模光纤模式的影响 (17)5.2.4 纤芯半径对单模光纤模式的影响 (18)6 心得体会 (20)参考文献 (21)摘要光纤通信是利用光导纤维来传输光波信号。
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光纤中LP11模式的变化
对于普通的线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光，可以用Stokes参量来表示：
,
,
其满足：
所以，Stokes参量构成了笛卡尔空间的一个球面，这个球面上任意一点都表示一种偏振态，这个球就是庞加莱球（图1.a）。
但是庞加莱球无法表示非均匀偏振态，比如LP11模式的偏振。
为了解决这个问题，文献[1]中将一阶模式分解为左旋的拉盖尔-高斯模式（）和右旋的拉盖尔-高斯模式（）的叠加，并类似于Stokes参量，定义了3个新的参数
并且这3个参数满足
由此这3个参数可以构成一个球，称为一阶模式的庞加莱球（图1.b）。
图1 (a)庞加莱球；(b)一阶模式的庞加莱球
文献[2]将模式和模式作为基矢来表示所有的模式，模式和模式可用类Jones矩阵表示为：
|>=, |>=,
其余的模式可表示为：
E=A|>+B|>=
A,B分别是|>、|>的归一化强度（）,是两个模式间的相位差。
图2表示一阶模式的庞加莱球的球面上每一个点对应的模式分布。
图2. (a) 一阶模式的庞加莱球;(b)不同点对应的模式分布
在光纤中，光束通过一段长L的存在双折射的光纤的传输Jonse矩阵为：
其中，表示分别沿着快轴和慢轴的两个相互正交的模式的相位差；表示
模式与慢轴的夹角，所以输出光束的Jones矩阵为
|Output>=H*|Input>
图3表示不同的入射角度（）下，标准的模式在一阶模式的庞加莱球上随的变化的轨迹，图4是模拟结果。
图3
图4
这说明模式可以通过改变入射角度和双折射的相位差来实现任意两个一阶模式之间的转化。
特别地，可以从任意模场分布为两瓣的模式转化为环形分布的模式。
附录：
模式和模式与LP11中四个简并模间的关系：
反过来，也可以由模式和模式合成TE01，TM01和HE21模式。
参考文献：
[1] M. J. Padgett and J. Courtial, “Poincaré-sphere equivalent for light beams
containing orbital angular momentum,” Opt. Lett., vol. 24, no. 7, p. 430, 1999.
[2] Y. Li, X. Zeng, Q. Mo, W. Li, Z. Liu, and J. Wu, “Mode evolution in polarization
maintain few mode fibers and applications in mode-division-multiplexing
systems,” no. October 2016, p. 100190N, 2016.。