渐变光纤中

① 为什么渐变光纤中光的传播路径是偏向轴线的

当光进入介质中都会产生折射.就像你把筷子放在水中然后从上面看筷子是弯曲的一内样.
光在在光纤的纤芯容和包层中折射传播.要说明这个问题就要先说明以下2个问题.
1、光纤的导光原理
无论是渐变光纤还是阶跃光纤,光纤之所以能够导光就是利用纤芯折射率略高于包层折射率的特点,使落于数值孔径角内的光线都能收集到光纤中,并在芯包边界以内形成全反射,从而将光限制在光纤中传播,这就是光纤的导光原理.
 全反射原理
光是一种频率很高的电磁波,而光纤本身是一种介质波导；利用全反射原理（光线在均匀介质中是以直线传播的,但在两种不同介质的分界面会产生反射和折射现象）进行信号传播.当纤芯与包层折射比值增大到一定程度,则会使折射角≥90度,此时的折射光线不再进入包层,而会在纤芯与包层的分界面上掠过,或者重返回到纤芯中进行传播,这种现象叫做光的全反射现象当光在光纤中发生全反射现象时,由于光线基本上全部在纤芯区进行传播,没有光跑到包层中去,所以可以大大降低光纤的衰耗.

② 渐变型多模光纤的介绍

渐变型多模光纤（Graded Index Fiber, GIF）如图， 在纤芯中心折射率最大为n1，沿径向r向外围逐渐变小，直到包层变为n2。这种光纤一般纤芯直径2a为50μm，光线以正弦形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变小。

③ 渐变折射率光纤 纤芯 高斯分布 公式

光纤传输的波动理论

光纤传输的波动理论的两个出发点

波动方程和电磁场表达式

特征方程和传输模式

光纤传输的波动理论的两个角度

多模渐变型光纤的模式特性

单模光纤的模式特性

1. 波动方程和电磁场表达式

设光纤没有损耗，折射率n变化很小，在光纤中传播的是角频率为ω的单色光，电磁场与时间t的关系为exp(jωt)，则标量波动方程为

(2.18a)

(2.18b)

式中，E和H分别为电场和磁场在直角坐标中的任一分量， c为光速。选用圆柱坐标(r，φ，z)，使z轴与光纤中心轴线一致， 如图2.6所示。

将式(2.18)在圆柱坐标中展开，得到电场的z分量Ez的波动方程为

(2.19)

磁场分量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，再通过麦克斯韦方程组求出其他电磁场分量，就得到任意位置的电场和磁场。

把Ez(r, φ, z)分解为Ez(r)、Ez(φ)和Ez(z)。设光沿光纤轴向(z轴)传输，其传输常数为β，则Ez(z)应为exp(-jβz)。

由于光纤的圆对称性，Ez(φ)应为方位角φ的周期函数， 设为exp( jvφ)，v为整数。

现在Ez(r)为未知函数，利用这些表达式， 电场z分量可以写成

(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为光的波长和频率。 这样就把分析光纤中的电磁场分布，归结为求解贝塞尔(

④ 多模渐变光纤和多模突变光纤有什么区别

光在光纤内的折射曲线不同

渐变的成一个抛物线的曲线.
而突变的则是直线.

⑤ 关于渐变光纤中光传播轨迹方程的证明

……没人回答，呵呵，你还是去专业的网站论坛里问好些……内
http://sq.k12.com.cn/discuz/forum-21-1.html
物理论坛，你要不去容那问问吧……

⑥ 渐变光纤，在纤芯中光首先通过连续折射再发生全反射。问题是在连续折射的过程中也要发生反射。这些反射的

连续折射不反射，这里特指狭义的反射，不含全反射，因为折射率是连续变化的。光线的具体路径应当按照 费马原理 计算。

⑦ 为什么渐变光纤中光的传播路径是偏向轴线的

渐变光纤的纤芯折射率是连续变化的， 可以将其看成n0>n1>n2（n0、 n2分别对应纤芯最大的折射率和包层的折射率）的均匀介质， 因而光线由光密介质向光疏介质行进时， 由于折射， 光线不断向光纤的中心轴线方向偏移， 到达与包层的分界面时全反射返回; 由光疏介质向光密介质行进时， 光线不断折射， 其传输路径如图所示：

(a) 阶跃光纤中的光传输； (b) 渐变光纤中的光传输

扩展：

光纤的结构

（1）光纤的基本结构一般是双层或多层的同心圆柱体。

（2）中心部分是纤芯， 纤芯外面的部分是包层。

（3） 纤芯的折射率高于包层的折射率， 从而形成一种光波导效应， 使大部分的光被束缚在纤芯中传输， 实现光信号的长距离传输。

⑧ 阶越型光纤与渐变型光纤的区别

光纤纤芯的参数不一样。
光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高模光按正弦版形式传播，这能减权少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，多模光纤多为渐变型光纤。
变型多模光纤（Graded Index Fiber, GIF）如图， 在纤芯中心折射率最大为n1，沿径向r向外围逐渐变小，直到包层变为n2。这种光纤一般纤芯直径2a为50μm，光线以正弦形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变小。
渐变型光纤的纤芯折射率是不均匀的，按一定规律连续变化的。折射率在光纤轴心处最大，随着纤芯半径r的值增大而逐渐减小，直到r最大时折射率减小为包层的折射率n2。

⑨ 阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤的区别，有图说明就更好了！

阶跃折射率光纤就是他纤芯到包层的折射率是突变的，也就是说，内部是确定的n1,外部是确定的n2,渐变折射率光纤的意思，顾名思义，折射率是逐渐变化的，也就是说，中心是n1,最外部是n2,其中的部分是n1到n2之间不断变化的折射率，如果你要问性质区别，那就太复杂了。楼上说的不对，多模光纤也可以是阶跃型的，一个光纤是不是多模，不是他折射率决定的，而是他的截止频率V决定的，而跟这个V关系最大的是光纤纤芯半径，所以说，大模场光纤，通常都是半径较大的，而不是所谓的渐变折射的，最有效的克服模间色散的办法是尽量单模传输，也就是选择芯径小的单模光纤，而不是简单的去选什么渐变折射率的。