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光纤中的射线光学理论(1)

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发表于 2006-8-22 16:29:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
光纤中的射线光学理论                  ---- 光波长很短,但相对光纤的几何尺寸要大得多,因此从射线光学理论的观点出发,研                         究光纤中的光射线,可以直观认识光在光纤中的传播机理和一些必要的概念。本节用射线     光学理论对阶跃型及渐变型多模光纤的传输特性进行分析。   ---- 射线光学的基本关系式是有关其反射和折射的菲涅耳(Fresnel)定律。                         首先,我们来看光在分层介质中的传播,如图2-3所示。图中介质1的折射率为 ,介质2的     折射率为 ,设  。当光线以较小的 角入射到介质界面时,部分光进入介质2并                   产生折射,部分光被反射。它们之间的相对强度取决于两种介质的折射率。                                                                                                     图2-3                   ---- 由菲涅耳定律可知                                                             反射定律                                             (2-1)                                                               折射定律                                             (2-2)                                                         在 时,逐渐增大 ,进入介质2的折射光线进一步趋向界面,直到 趋于 。此                   时,进入介质2的光强显著减小并趋于零,而反射光强接近于入射光强。当  极限                   值时,相应的 角定义为临界角  。由于 ,所以临界角                                                                                                         (2-3)                                                         当 时,入射光线将产生全反射。应当注意,只有当光线从折射率大的介质进入折射率小的介质,即 时,在界面上才能产生全反射。                   <center></center></td>
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