光纤中的射线光学理论（1）

xx_912

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>
. a: r7 L& W5 e% ]4 y0 j/ i
4 T4 e3 a$ J' u# h. p7 u# i* [5 h# j    </tr>
$ R+ z0 s+ }' H$ W6 s. @
+ s3 r- q7 J$ l) d6 d8 i    <tr>