光纤的重要参数

　　光纤的重要参数主要有光纤芯径、光纤的数值孔径和波长。
　　
　　(1)光纤芯径(2a)
　　
　　光纤纤芯直径为2a，这是光波导的几何尺寸。一般来说芯径越大，集光效应就越好，越有利于远距离传输。但是，过大的芯径也会带来一些负面的影响，如模式不容易控制和成本的增加等。那么芯径多大合适呢，经过国际上各国专家讨论共同制定了CCITT的有关标准。
　　
　　多模光纤的芯径和包层的尺寸应为50um/125μm，单模光纤的芯径应小于或等于10μm，包层直径也是125μm。
　　
　　(2)光纤的数值孔径
　　
　　从光源入射到光纤端面上的光，虽说一部分能进入光纤端面，但不一定能在光纤中传播，只有满足了一定条件的光才能在光纤中发生全反射而传输到远方。
　　
　　即光纤的导光特性是基于光射线在纤芯与包层界面上的全反射，从而使光线限定在纤芯中传播的。
　　
　　在下图中，光线是从空气中以入射角φ射入光纤（石英）端面的，空气折射率，no=1，介质（石英）折射率n≈1.5，即光线从低折射率介质（空气）向高折射率介质（石英）传播。因此，光线射入光纤端面时入射角φ总大于折射角φ。

　　
　　若使光线在纤芯与包层界面上全反射而完全限制在光纤内传播，必须使光线在纤芯一包层界面上的入射角θ大于临界角β，即：

　　理论分析表明，相应于全反射的临界角β的入射临界角φo反映了光纤集光能力的大小，称为数值孔径角。凡角度在φo。以内的入射光线均可在光纤内传播，定义入射临界角φo的正弦为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径是由光纤本身来决定的，它只与纤芯、包层的折射率有关，与光源无关。光纤的数值孔径表示光纤接收入射光的能力。
　　
　　数值孔径越大，入射临界角φo越大，则光纤接收光的能力也越强。从立体的观点来看，2φo是一个圆锥，从光源发出的光中只有入射在该圆锥内的光才能在光纤中形成全反射从而向前传播。所以，从增加进入光纤的光功率的观点来看，数值孔径越大越好，但随之而来的不足之处是，光纤的多模畸变（色散）也因数值孔径的加大而加大，这将影响光纤的带宽。
　　
　　上面介绍的是光波在均匀介质中的传播情况。如果介质是非均匀的，可以把纤芯分割成无数个同心圆，每两个圆之间的折射率可以看作是均匀的，那么光在这种介质中传播时，将会不断发生折射，形成正弦波形的轨迹。

　　(3)波长
　　
　　光波也是电磁波的一种，其波长在微米级，频率为1014Hz数量级。目前使用的光纤大多工作在800～1800nm，而1310nm和1550nm是两个低损耗的窗口区，人们使用的光纤的工作波长大多工作在这两个特性波长的附近。

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