漸變光纖中

① 為什麼漸變光纖中光的傳播路徑是偏向軸線的

當光進入介質中都會產生折射.就像你把筷子放在水中然後從上面看筷子是彎曲的一內樣.
光在在光纖的纖芯容和包層中折射傳播.要說明這個問題就要先說明以下2個問題.
1、光纖的導光原理
無論是漸變光纖還是階躍光纖,光纖之所以能夠導光就是利用纖芯折射率略高於包層折射率的特點,使落於數值孔徑角內的光線都能收集到光纖中,並在芯包邊界以內形成全反射,從而將光限制在光纖中傳播,這就是光纖的導光原理.
 全反射原理
光是一種頻率很高的電磁波,而光纖本身是一種介質波導；利用全反射原理（光線在均勻介質中是以直線傳播的,但在兩種不同介質的分界面會產生反射和折射現象）進行信號傳播.當纖芯與包層折射比值增大到一定程度,則會使折射角≥90度,此時的折射光線不再進入包層,而會在纖芯與包層的分界面上掠過,或者重返回到纖芯中進行傳播,這種現象叫做光的全反射現象當光在光纖中發生全反射現象時,由於光線基本上全部在纖芯區進行傳播,沒有光跑到包層中去,所以可以大大降低光纖的衰耗.

② 漸變型多模光纖的介紹

漸變型多模光纖（Graded Index Fiber, GIF）如圖， 在纖芯中心折射率最大為n1，沿徑向r向外圍逐漸變小，直到包層變為n2。這種光纖一般纖芯直徑2a為50μm，光線以正弦形狀沿纖芯中心軸線方向傳播，特點是信號畸變小。

③ 漸變折射率光纖 纖芯 高斯分布 公式

光纖傳輸的波動理論

光纖傳輸的波動理論的兩個出發點

波動方程和電磁場表達式

特徵方程和傳輸模式

光纖傳輸的波動理論的兩個角度

多模漸變型光纖的模式特性

單模光纖的模式特性

1. 波動方程和電磁場表達式

設光纖沒有損耗，折射率n變化很小，在光纖中傳播的是角頻率為ω的單色光，電磁場與時間t的關系為exp(jωt)，則標量波動方程為

(2.18a)

(2.18b)

式中，E和H分別為電場和磁場在直角坐標中的任一分量， c為光速。選用圓柱坐標(r，φ，z)，使z軸與光纖中心軸線一致， 如圖2.6所示。

將式(2.18)在圓柱坐標中展開，得到電場的z分量Ez的波動方程為

(2.19)

磁場分量Hz的方程和式(2.19)完全相同，不再列出。

解方程(2.19)，求出Ez 和Hz，再通過麥克斯韋方程組求出其他電磁場分量，就得到任意位置的電場和磁場。

把Ez(r, φ, z)分解為Ez(r)、Ez(φ)和Ez(z)。設光沿光纖軸向(z軸)傳輸，其傳輸常數為β，則Ez(z)應為exp(-jβz)。

由於光纖的圓對稱性，Ez(φ)應為方位角φ的周期函數， 設為exp( jvφ)，v為整數。

現在Ez(r)為未知函數，利用這些表達式， 電場z分量可以寫成

(2.20)

把式(2.20)代入式(2.19)得到

(2.21)

式中，k=2π/λ=2πf /c=ω/c，λ和f為光的波長和頻率。 這樣就把分析光纖中的電磁場分布，歸結為求解貝塞爾(

④ 多模漸變光纖和多模突變光纖有什麼區別

光在光纖內的折射曲線不同

漸變的成一個拋物線的曲線.
而突變的則是直線.

⑤ 關於漸變光纖中光傳播軌跡方程的證明

……沒人回答，呵呵，你還是去專業的網站論壇里問好些……內
http://sq.k12.com.cn/discuz/forum-21-1.html
物理論壇，你要不去容那問問吧……

⑥ 漸變光纖，在纖芯中光首先通過連續折射再發生全反射。問題是在連續折射的過程中也要發生反射。這些反射的

連續折射不反射，這里特指狹義的反射，不含全反射，因為折射率是連續變化的。光線的具體路徑應當按照 費馬原理 計算。

⑦ 為什麼漸變光纖中光的傳播路徑是偏向軸線的

漸變光纖的纖芯折射率是連續變化的， 可以將其看成n0>n1>n2（n0、 n2分別對應纖芯最大的折射率和包層的折射率）的均勻介質， 因而光線由光密介質向光疏介質行進時， 由於折射， 光線不斷向光纖的中心軸線方向偏移， 到達與包層的分界面時全反射返回; 由光疏介質向光密介質行進時， 光線不斷折射， 其傳輸路徑如圖所示：

(a) 階躍光纖中的光傳輸； (b) 漸變光纖中的光傳輸

擴展：

光纖的結構

（1）光纖的基本結構一般是雙層或多層的同心圓柱體。

（2）中心部分是纖芯， 纖芯外面的部分是包層。

（3） 纖芯的折射率高於包層的折射率， 從而形成一種光波導效應， 使大部分的光被束縛在纖芯中傳輸， 實現光信號的長距離傳輸。

⑧ 階越型光纖與漸變型光纖的區別

光纖纖芯的參數不一樣。
光纖中心芯到玻璃包層的折射率是逐漸變小，可使高模光按正弦版形式傳播，這能減權少模間色散，提高光纖帶寬，增加傳輸距離，但成本較高，多模光纖多為漸變型光纖。
變型多模光纖（Graded Index Fiber, GIF）如圖， 在纖芯中心折射率最大為n1，沿徑向r向外圍逐漸變小，直到包層變為n2。這種光纖一般纖芯直徑2a為50μm，光線以正弦形狀沿纖芯中心軸線方向傳播，特點是信號畸變小。
漸變型光纖的纖芯折射率是不均勻的，按一定規律連續變化的。折射率在光纖軸心處最大，隨著纖芯半徑r的值增大而逐漸減小，直到r最大時折射率減小為包層的折射率n2。

⑨ 階躍折射率光纖和漸變折射率光纖的區別，有圖說明就更好了！

階躍折射率光纖就是他纖芯到包層的折射率是突變的，也就是說，內部是確定的n1,外部是確定的n2,漸變折射率光纖的意思，顧名思義，折射率是逐漸變化的，也就是說，中心是n1,最外部是n2,其中的部分是n1到n2之間不斷變化的折射率，如果你要問性質區別，那就太復雜了。樓上說的不對，多模光纖也可以是階躍型的，一個光纖是不是多模，不是他折射率決定的，而是他的截止頻率V決定的，而跟這個V關系最大的是光纖纖芯半徑，所以說，大模場光纖，通常都是半徑較大的，而不是所謂的漸變折射的，最有效的克服模間色散的辦法是盡量單模傳輸，也就是選擇芯徑小的單模光纖，而不是簡單的去選什麼漸變折射率的。