Bài giảng Thông tin sợi quang - Chương 2: Sợi quang

Bài giảng Thông tin sợi quang - Chương 2: Sợi quang cung cấp cho học viên những thông tin về hiện tượng phản xạ toàn phần; các phương trình Maxwell; các mode truyền dẫn; các loại sợi quang đơn mode, đa mode; suy hao trong sợi quang; tán sắc trong sợi quang; cáp sợi quang: những yêu cầu cơ bản; các thành phần của cáp sợi quang; các loại cáp sợi quang và ứng dụng;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Thông tin sợi quang - Chương 2: Sợi quang CHƯƠNG 2 SỢI QUANG 3/12/2020 1 Nội dung của chương 2 ➢ Hiện tượng phản xạ toàn phần ➢ Các phương trình Maxwell ➢ Các mode truyền dẫn ➢ Các loại sợi quang đơn mode, đa mode ➢ Suy hao trong sợi quang ➢ Tán sắc trong sợi quang ➢ Cáp sợi quang: những yêu cầu cơ bản ➢ Các thành phần của cáp sợi quang ➢ Các loại cáp sợi quang và ứng dụng. 3/12/2020 2 Hiện tượng phản xạ toàn phần a) b) Pháp tuyến Pháp tuyến (n1>n2) Tia khúc xạ 2  n2 n2 2 = 2 n1 n1 1 = C 1 1 Tia tới Tia phản xạ Tia phản xạ Tia tới Hiện tượng phản xạ và khúc xạ ánh sáng trong sợi quang n1 sin 1 = n2 sin 2 n2 sin c = 3/12/2020 n1 3 Hiện tượng phản xạ toàn phần Như vậy, điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần như sau: + Các tia sáng phải đi từ môi trường có chiết suất lớn hơn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn. + Góc tới của tia sáng phải lớn hơn góc tới hạn. 3/12/2020 4 Khẩu độ số n2 n0 sin  i = n1 sin  r sin c =   c n1 n0 sin  i = n1 cos c = ( n − n ) 2 1 2 2 3/12/2020 5 Example Determine Numerical Aperture of the Fiber? (i) n1 = 1.46 and n2 = 1 (air) (ii) n1 = 1.465 and n2 = 1.45. Application of Eq: NA = n0 sin  i = (n12 − n22 ) (i) NA = n12 − n22 = 1.462 − 12  1.07 (ii) NA = n12 − n22 = 1.4652 − 1.452  0.2091 3/12/2020 6 Khẩu độ số (NA) của sợi n0 sin  i được gọi là khẩu độ số (NA) của sợi. Nó đặc trưng khả năng tập trung ánh sáng vào sợi. Vì n1  n 2 thì NA xấp xĩ bằng: NA = n1 2 n1 − n2 với = n1 3/12/2020 7 Khẩu độ số (NA) của sợi n1  n 2 NA = n1 2 n1 − n2 = n1 n0 sin  i 3/12/2020 8 Ảnh hưởng của NA và đường kính lõi đến hiệu suất ghép nối giữa nguồn sáng và sợi quang 3/12/2020 9 Truyền dẫn sóng trong sợi quang Các phương trình Maxwell 3/12/2020 10 Review Related Equations 3/12/2020 11 Các phương trình dẫn sóng 3/12/2020 12 3/12/2020 13 3/12/2020 14 Các phương trình Maxwell (tt) 3/12/2020 15 Các mode trong sợi quang chiết suất phân bậc (tt) 3/12/2020 16 Single-mode condition: V < 2.405 o The smallest value of V for which J0 (V )= 0 is 2.405. A fiber designed such that V < 2.405 supports only the fundamental HE 11 mode. o Using Eq. (2.2.35) to estimate the core radius of single-mode fibers used in lightwave systems. 3/12/2020 17 Example: One SMF has n1 = 1,505 and n2 = 1,502 at  = 1300 nm. + NA? + Determine core radius of the Fiber? 3/12/2020 18 3/12/2020 19 Suy hao công suất trên sợi quang 3/12/2020 20