歸一化頻率V
歸一化頻率是光纖的最重要的結構參數,它能表征光纖中傳播模式的數量。
其表達式為:
其中
λ為光波的波長(μm)
n1 為纖芯區域中最大折射率,對階躍光纖而言它為常數,對漸變光纖而言它為軸心處的折射率。
a1為纖芯的半徑(μm)
Δ為光纖的相對折射率差
實際上V是一個無量綱的參數。
其值的大小能決定光纖中傳播模式的數量。
理論上可以證明,對于階躍光纖而言其傳播模式的數量為,對于漸變光纖而言則為,此外,由歸一化頻率V值的大小還可以初步確定是否能實現單模傳輸。若V值小于歸一化截止頻率Vc(2.4048),則可以實現單模傳輸。
數值孔徑NA
我們已經對光纖的數值孔徑進行了討論,并推導出其表達式。數值孔徑是多模光纖的重要參數,它表征光纖端面接收光的能力,其取值的大小要兼顧光纖接收光的能力和對模式色散的影響。CCITT 建議多模光纖的數值孔徑取值范圍為0.18~0.23,其對應的光纖端面接收角θc=10°~13°。
此外,(2.3)式的數值孔徑表達式是在階躍光纖的條件下推導出來的,即認為纖芯區域的折射率是均勻的。但多模光纖目前大多為漸變光纖,其纖芯區域中的折射率是漸變的。所以對應于(2.3)式的數值孔徑叫做最大理論數值孔徑NAt,而在實際中卻最常使用強度有效數值孔徑NAe ,它們兩者的關系為
NAt=1.05NAe (2.15) |