實(shí)驗(yàn)1光纖光學(xué)與半導(dǎo)體激光器的電光特性實(shí)驗(yàn)

1、1光纖光學(xué)與半導(dǎo)體激光器光纖光學(xué)與半導(dǎo)體激光器的電光特性實(shí)驗(yàn)的電光特性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書(shū)北京方式科技有限責(zé)任公司3特性的不同，又可將光纖分為單模和多模兩種。單模光纖較細(xì)，只允許一種傳播狀態(tài)（模式）；多模光纖較粗，可允許同時(shí)存在多種傳播狀態(tài)（模式）。三光纖的數(shù)值孔徑及其測(cè)量光纖的數(shù)值孔徑及其測(cè)量由于全反射臨界角ic的限制，光纖對(duì)自其端面外側(cè)入射的光束相應(yīng)的存在著一個(gè)最大的入射孔徑角，參考圖4。假設(shè)光纖端面外側(cè)介質(zhì)的折射率為n0，自端面外側(cè)以i

2、0角入射的光線進(jìn)入光纖后，其到達(dá)纖芯與包層分界面處的入射角i1剛好等于臨界角ic。那么當(dāng)端面外側(cè)光線的入射角大于i0時(shí)，進(jìn)入光纖時(shí)將不滿足全反射條件。因此，i0就是能夠進(jìn)入光纖且形成穩(wěn)定光傳輸?shù)娜肷涔馐淖畲罂讖浇??？梢宰C明，對(duì)于階躍型光纖，有：（1）??????????022210arcsinnnni一般用光纖端面外側(cè)介質(zhì)折射率與最大孔徑角正弦的乘積n0sini0表征允許進(jìn)入光纖纖芯且能夠穩(wěn)定傳輸?shù)墓饩€的最大入射角范圍，稱為光纖的數(shù)值

3、孔徑。對(duì)于階躍型光纖數(shù)值孔徑大小為：（2）222100sinnninNA???光纖數(shù)值孔徑的另一種定義是遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度有效數(shù)值孔徑。遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度有效數(shù)值孔徑是通過(guò)測(cè)量光纖遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度分布來(lái)確定的。它被定義為光纖遠(yuǎn)場(chǎng)輻射圖上光強(qiáng)下降到最大值的1e2處的半角的正弦值，如圖5所示。當(dāng)遠(yuǎn)場(chǎng)輻射強(qiáng)度達(dá)到穩(wěn)態(tài)分布時(shí)，測(cè)量光線最大出射的光功率分布曲線及光纖端與探測(cè)界面的距離，利用光強(qiáng)下降到最大值的1e2處的半張角的正弦值，計(jì)算光纖的數(shù)值孔徑。n0為空氣中的折射率，

4、n0?1。（3）2200sinrlrinNA???四模式模式根據(jù)光的波導(dǎo)理論，光在光纖中的傳播，應(yīng)可用電磁波的麥克斯韋方程來(lái)描述，在一特定的邊界條件下麥克斯韋方程有一些特定的解，這些解代表著一些可在光纖中長(zhǎng)期穩(wěn)定傳輸?shù)墓馐?，這些光束或解即被我們稱為模式。理論可以證明，對(duì)于波長(zhǎng)為1310nm或1550nm的光波當(dāng)纖芯小于10um時(shí)，我們所使用的光線中只有一個(gè)基?？梢苑€(wěn)定傳輸。它沿徑向的光強(qiáng)分布為高斯分布。這種光纖被我們稱為單模光纖。光纖中