光电工程师社区

标题: 求助：怎样理解光纤的模式？ [打印本页]

作者: lqgdz 时间: 2003-3-26 06:00
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
请教各位高手：
怎么理解下面这段话：
在光纤传输轴方向的断面中，电场强度的分布是周期重复波峰与波谷，传输模式是峰与峰的间隔几乎相等。
:em23:

作者: liqiao 时间: 2003-3-26 17:49
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
模式理论非常复杂而且抽象,我虽然懂一些这方面的知识,但我怕表述的不是很准确形象,其实可以粗略简单地将模式理解为:在全反射条件下,不同入射角的光波在光纤中构成不同的传播模式.具体的东东你可以找任何一本光纤方面的书籍,肯定有大量这方面的内容.

作者: liqiao 时间: 2003-3-26 17:51
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
http://www.kepu.com.cn/gb/technology/telecom/fiber/fbr215.html

作者: lqgdz 时间: 2003-3-27 03:43
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
非常感谢！

作者: paddysky 时间: 2003-3-29 21:32
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
let me try!
For multi mode fiber, there are many different direction ray that can go throught the whole fiber in acceptant core (NA), those ray are called mode of fiber.as you know , the ray’’s track has itself period, that is what you have mentioned above.
for single mode fiber: because the core is very small such as 3uM, it is very near the incident light wavelength. so we have to use the theroy of waveguide to solve this problem, maybe it is very complex but we just need know the result that the SM fiber just can contain only 1 mode so-called base mode in current wavelength.

作者: liqiao 时间: 2003-3-31 17:53
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
楼上的朋友英文不错,以后请多关照!

作者: 牛牛 时间: 2003-4-3 03:54
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
值得大家学习

作者: whsjun 时间: 2003-4-3 05:29
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
色散的分类
　　光纤的色散主要由模式色散、材料色散和波导色散组成。其中，材料色散与波导色散都与波长有关，所以又统称为波长色散。

模式色散
　　在多模光纤中，传输的模式很多，不同的模式，其传输路径不同，所经过的路程就不同，达终点的时间也就不同，这就引起了脉冲的展宽。对模式色散进行的严密分析比较复杂，这里仅作简单讨论。我们知道，在同一根光纤中，高次模到达终点走的路程长，低次模走的路程短，这就意味着高次模到达终点需要的时间长，低次模到达点需要的时间短。在同一条长度为的光纤上，最高次模与最低次模到达终点所用的时间差，就是这段光纤产生的脉冲展宽。

　　影响光纤时延差的因素有两个：纤芯－包层相对折射率差和光纤的长度。光纤的时延差与纤芯－包层相对折射率差成正比。其中是纤芯的折射率，是包层的折射率。越大，时延差就会越大，光脉冲展宽也越大。从减小光纤时延差的观点上看，希望较小为好，这种小的光纤称为弱导光纤。通信用光纤都是弱导光纤。另外，光纤越长，时延差也越大，色散也越大。

材料色散
　　材料色散是由光纤材料自身特性造成的。石英玻璃的折射率，严格来说，并不是一个固定的常数，而是对不同的传输波长有不同的值。光纤通信实际上用的光源发出的光，并不是只有理想的单一波长，而是有一定的波谱宽度。当光在折射率n的为介质中传播时，其速度v与空气中的光速C之间的关系为：
　　　　　　　　　　　　　　v=C/n

　　光的波长不同，折射率n就不同，光传输的速度也就不同。因此，当把具有一定光谱宽度的光源发出的光脉冲射入光纤内传输时，光的传输速度将随光波长的不同而改变，到达终端时将产生时延差，从而引起脉冲波形展宽。

波导色散
　　光纤的第三类色散是波导色散。由于光纤的纤芯与包层的折射率差很小，因此在交界面产生全反射时，就可能有一部分光进入包层之内。这部分光在包层内传输一定距离后，又可能回到纤芯中继续传输。进入包层内的这部分光强的大小与光波长有关，这就相当于光传输路径长度随光波波长的不同而异。把有一定波谱宽度的光源发出的光脉冲射入光纤后，由于不同波长的光传输路径不完全相同，所以到达终点的时间也不相同，从而出现脉冲展宽。具体来说，入射光的波长越长，进入包层中的光强比例就越大，这部分光走过的距离就越长。这种色散是由光纤中的光波导引起的，由此产生的脉冲展宽现象叫做波导色散。

三种色散的比较
　　一般来说，光纤三种色散的大小顺序是：

　　　　　　　　　　　　　　模式色散材料色散波导色散

　　对于多模光纤，总色散等于三者相加，在限制带宽方面起主导作用的是模式色散，其他两个色散影响很小。

　　对于单模光纤，因只有一个传输模式，故不存在模式色散，其总色散为材料色散和波导色散之和。为减小总的波长色散，要尽量选用窄谱线激光器作光源。

　　对光纤用户来说，一般只关心光纤的总带宽或总色散。光纤光缆在出厂时，也只标明光纤的总带宽或总色散。

　

作者: 龙卷风 时间: 2003-4-4 01:43
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
模式其实是一种波形。
光波在光纤中传播时，每一次反射会产生一个相位差。
当此相位差等于2派的整数倍时，光会相互干涉增强传播下去。
所以只有既满足全反射条件，又满足以上条件的光波才能在光纤中传播。

作者: maple2003 时间: 2003-4-16 01:10
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
模式是频率的简称

作者: Jimliang2003 时间: 2003-4-17 23:27
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？

下面引用由maple2003在 2003/04/15 05:10pm 发表的内容：
模式是频率的简称

不是很理解？
我认为同频率的光可以有不同的模式啊！

作者: xxyy 时间: 2003-4-26 20:32
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
我认为模与光纤的弯曲有关
如果一段光纤是完全平直的，这时所有入射锥角在数值孔径之内的光都可以被传输，那么这时的模是连续的，也就是有无数多个模
如果一段光纤有弯曲，那么依然能够传输的将只有在特定入射角度里的光线，这时每一“簇”可以传输的光线就是一个模(模式,mode).
现实中使用光纤时都会对允许的弯折作出明确的规定，如果弯曲超过极限，不管是单模还是多模光纤，其中的光能量都会在较短的距离内耗散掉，弯折越大耗散越快。

以上纯属个人意见。

作者: wooddoor 时间: 2003-5-10 05:22
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
通过求解光纤波导中的马克思维方程组，知道了光场的分布，
从而就知道了模式，简单而言，模式就是光的存在形式.
单模光纤中，仅存在一种模式，
多模光纤中，能存在多种模式。

作者: xxyy 时间: 2003-5-14 20:08
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
模是光能在光波导中的空间分布

作者: leehunter 时间: 2003-5-14 23:47
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
模是光在光纤中传播横截面上的振幅分布方式，光终究是一种电磁波。

作者: unielite 时间: 2003-5-24 00:48
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？

下面引用由Jimliang2003在 2003/04/17 03:27pm 发表的内容：
不是很理解？
我认为同频率的光可以有不同的模式啊！

是的，赞同斑竹的观点
同一频率的光入射到多模光纤中，就会产生不同模式
不同模式之间只是其传播常数不同，也就是有效折射率的不同
他们满足一个色散方程，具体大家可到《应用光学》上去查

作者: unielite 时间: 2003-5-24 00:58
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
xxyy兄的观点不敢苟同
并不是入射锥角在数值孔径之内的光都可以被传输，虽然事实上，这个锥角内的光都入射到了光纤中，但是模式的传输必须满足相应的色散方程。
这样就导致入射角度只能是离散的几个值，而不是连续的

光纤的弯曲与模式也无很大关系，事实上，弯曲光纤中不在存在严格意义上的导模（模式）。因为弯曲光纤会向外辐射损耗能量，从而改变了模式场，通常弯曲光纤都需要用微扰理论来近似处理

作者: surface 时间: 2003-5-24 05:31
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
版主给的网址不错，对“模式”的物理图象描述得很好。

作者: junziyang 时间: 2003-5-25 16:52
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
光纤中的模式可以分成纵模和横模。纵模是沿光纤轴向形成的稳定的电磁场分布，横模是在光纤横截面上形成的稳定场分布。

作者: ocrcgg 时间: 2003-5-27 18:20
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
模式是光在波导中能量存在的形式。

作者: louis 时间: 2003-6-1 21:09
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
模式，是麦氏方程的解。氏在光纤横截面上的EM的分布形式

作者: wsl221245 时间: 2003-6-2 06:03
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作者: 酒吧要吃 时间: 2003-6-4 03:18
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
斑竹给的网址非常不错,很喜欢啊

作者: fcchen 时间: 2003-6-4 05:19
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
模式简单说来就是光的空间分布，但是光是电磁波，所以复杂点说来，是电磁波的空间分布。
一般分为横模和纵模。分别指的是横截面和沿光的传播方向的光强的分布形式。
但是实际上很复杂，因为模式之间在传播过程中会相互耦合，所以模式在变。除非是单模传输。
模式的考虑的话主要用到Maxwell functions and their boundary circumscribes

作者: wcy309 时间: 2003-6-4 06:24
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
不错不错小弟我受益非浅

作者: ahyong 时间: 2003-6-24 19:39
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
模式，英文叫mode。mode意思指一种态，即某种“稳定”状态。

光纤中的模式也是某种稳定状态。

为什么会有稳定状态？因为有约束。量子力学说得清楚，被限制后能量不连续分布，出现能级。光纤中也一样，有纤芯、包层界面的约束，纤芯中横截面上的光能量也不连续分布，出现分离的状态。另一种解释是说光需要在光纤截面上出现横向谐振才能稳定传播。

模式表现为什么？表现为横截面上的物理量的分布。如LP模是能量的分布。一种模式对应着一种特定的能量分布。

为什么研究模式？因为不同的模式有不同的传播特性，光信号进入光纤时激励起若干模式，不同的传播特性使它们有着不同的空间透过特性（可能引起模式噪声和传播时延（模式色散）。这些都给通信带来不利影响所以要研究。

作者: fromzitu 时间: 2003-7-4 16:57
标题: 求助：怎样理解光纤的模式？
楼上的发言可称经典

作者: 润之翔宇 时间: 2011-9-11 18:27
在波动理论中，一种电磁场分布就是一种模式，在射线理论中，一个传播方向就是一种模式。
模式分为纵模，横模，通常说的光线的传输模式应该指横模：电磁波的横向分布，基模（HE11/LP01）沿轴线方向传输，高阶模偏离轴线方向传输。
单模光纤可以传输满足单模条件：V=2Pi*a*NA/lamda 的多个波长的光，但传输的模式只能是基模。

作者: phwangshadow 时间: 2011-9-13 14:29
理想模式我记得的好像是四种 EM00 01 10 11 不知道用矢量减理解还是用普通的加理解

作者: bingohgbn 时间: 2011-9-17 17:31
看了这个贴，受益匪浅

作者: gangzisun 时间: 2011-10-22 12:33
模式的问题大家多多探讨~~轴向的空间分布~~

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