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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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