二、光纤传输基本理论..

一、实验目的1. 了解光纤传输的基本原理和结构。

2. 掌握光纤传输系统的基本组成和功能。

3. 学习光纤传输的实验方法和测试技术。

4. 熟悉光纤传输中常见问题的解决方法。

二、实验原理光纤传输是一种利用光导纤维传输光信号的技术。

光导纤维由纤芯、包层和涂覆层组成，纤芯具有较高的折射率，包层折射率较低，通过全内反射原理实现光信号的传输。

光纤传输具有以下特点：1. 传输速率高：光纤传输速率可达数十吉比特/秒。

2. 传输距离远：光纤传输距离可达数公里至数十公里。

3. 抗干扰性强：光纤传输不受电磁干扰。

4. 保密性好：光纤传输不易被窃听。

三、实验仪器与设备1. 光纤传输实验装置2. 光源3. 光纤连接器4. 光功率计5. 光频谱分析仪6. 光时域反射计（OTDR）四、实验内容1. 光纤连接器测试2. 光纤传输系统测试3. 光功率测试4. 光频谱分析5. OTDR测试五、实验步骤1. 光纤连接器测试（1）将光纤连接器插入光源，调整光源输出功率。

（2）将光纤连接器插入光功率计，测量输出功率。

（3）比较实际输出功率与理论输出功率，分析误差原因。

2. 光纤传输系统测试（1）搭建光纤传输系统，包括光源、光纤、光功率计等。

（2）测量系统传输速率，记录测试数据。

（3）分析测试数据，评估系统性能。

3. 光功率测试（1）将光功率计插入光纤传输系统，测量系统输出功率。

（2）记录实际输出功率与理论输出功率，分析误差原因。

4. 光频谱分析（1）将光频谱分析仪连接到光纤传输系统。

（2）测量系统输出信号的频谱，记录测试数据。

（3）分析测试数据，了解系统频谱特性。

5. OTDR测试（1）将OTDR连接到光纤传输系统。

（2）测量系统传输损耗，记录测试数据。

（3）分析测试数据，评估系统传输损耗。

六、实验结果与分析1. 光纤连接器测试结果显示，实际输出功率与理论输出功率基本一致，误差在允许范围内。

2. 光纤传输系统测试结果显示，系统传输速率达到预期目标，系统性能良好。

第一章 光纤的基本理论1、光纤的结构：光纤是截面很小的可绕透明长丝，它在长距离内具有束缚和传输光的作用。

光纤由纤芯、包层和涂覆层构成，折射率从里到外依次减小（n 纤芯>n 包层>n 涂覆层）2、光纤的分类：（1）按光纤横截面上折射率分布的不同，可以将光纤分为阶跃折射率分布光纤 (简称阶跃光纤，适用于短距离传输 )和渐变折射率分布光纤 (简称渐变光纤，适用于长距离传输 )。

（2）根据传导模式数量的不同，光纤可以分为单模光纤和多模光纤两类。

单模光纤的纤芯直径很小，为4μm~10μm ，包层直径为125μm 。

多模光纤的纤芯一般为50μm,包层的外径为125μm 。

（3）按光纤构成的原材料分为石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层光纤、全塑光纤。

（4）按光纤的套塑层可分为紧套光纤和松套光纤。

3、光纤的相对折射率差：其中n1为纤芯的折射率， n2为包层折射率。

4、光纤的数值孔径为：NA5、假若在长为L 的光纤中，走得最快的模式所用的时间为τmin ，走得最慢的模式所用的时间为τmax ，则最大时延差Δτmax 为6、在多模渐变折射率光纤中，相对折射率差定义为 其中n(0)、n2分别是r = 0处的和包层的折射率。

7、渐变光纤的本地数值孔径公式：其中n （r ）为渐变光纤纤芯折射率。

8、亥姆霍兹方程 方程求解方法主要有两种：标量近似解和矢量解。

9、光纤的归一化频率10、归一化截止频率Vc 可求出截止波长λc(课本P15)当λ<λc 时，该模式可传输；而当λ>λc 时，该模式就截止。

11、图1—9（P16），注意横、纵坐标所表示的含义。

12、阶跃光纤中的模数量以M 表示，则M=V^2/2(详见课本P18)13、衡量光纤损耗特性的参数为衰减系数（损耗系数） ，定义为单位长度光纤引起的光功率衰减，其表达式为 其中Pi 为输入光纤的光功率，Po 为光纤输出的光功率。

14、造成光纤损耗的因素：引起光纤损耗的因素有吸收损耗、散射损耗和其它损耗，这些损耗又可以归纳为本征损耗、制造损耗和附加损耗等。

光纤通信的基本原理光纤通信是一种通过光信号传输信息的通信技术，其基本原理是利用光的衍射和反射特性在光纤中传输信号。

相对于传统的电信号传输方式，光纤通信具有更大的带宽和更高的传输速度，成为现代通信领域的重要技术。

一、光的传播特性光的传播特性是光纤通信的基石。

光可以沿直线传播，遵循光的衍射和反射原理。

当光遇到边界时，会发生折射和反射，使光能在光纤中传输。

二、光纤的结构与工作原理光纤由纤芯和包层组成，其中纤芯是光信号的传输介质，包层则起到光的泄漏和保护作用。

当光信号进入光纤时，会在纤芯中传播，并通过光的衍射和反射在光纤中不断传输，直到到达目的地。

三、光的调制与解调为了在光纤中传输信息，需要将电信号转换成光信号进行调制。

光的调制有直接调制和间接调制两种方式。

直接调制是通过改变光源的电流或电压来改变光的强度，间接调制则是通过改变光的相位或频率来调制光信号。

解调则是将光信号转换回电信号，以便接收方进行处理和解析。

解调可以通过光探测器，如光电二极管、光电转换器等实现，将光信号转换为电信号。

四、光的放大与传输在光纤通信中，需要保证光信号能够在长距离传输而不损失太多信号强度。

为了解决光信号的衰减问题，光纤通信系统采用光纤放大器对光信号进行放大。

光纤放大器通过掺入掺杂物改变光纤中的折射率，使光信号在光纤中传输时得到补偿。

常见的光纤放大器有光纤放大器、光纤激光器等。

通过光的放大，光信号可以在光纤中传输较长距离。

五、光纤通信的优点与应用相对于传统的电信号传输方式，光纤通信具有很多优点。

首先，光纤通信具有更大的传输带宽和更高的传输速度，能够满足大容量、高速率的通信需求。

其次，光纤通信不受电磁干扰，信号传输稳定可靠。

另外，光纤通信具有小尺寸、轻量化的特点，便于安装和维护。

光纤通信广泛应用于各个领域，如电信、互联网、有线电视等。

特别是在互联网普及和数据传输需求增长的背景下，光纤通信在数据中心、企业网络、移动通信等领域发挥着重要作用。

光纤通信知识点总结引言光纤通信是一种通过光纤传输光信号的通信技术，它使用光纤作为传输媒质，通过光的反射、折射和传播来实现信息的传输。

光纤通信具有带宽大、传输速度快、抗干扰性强、安全可靠等优点，因此在现代通信中得到了广泛的应用。

本文将对光纤通信的相关知识点进行总结，包括光纤通信的基本原理、组成结构、传输特点、光纤通信系统的组成和工作原理、光纤通信的发展趋势等内容。

一、光纤通信的基本原理1. 光的特性光波是一种电磁波，具有波粒二象性，既可以表现为波动又可以表现为微粒。

光波的主要特性包括波长、频率、相速度、群速度等。

2. 光纤的基本原理光纤是一种通过光的全反射来传输光信号的一种传输媒质。

它的基本结构是由一根纤维芯和包覆在外的包层组成，通过这样的结构使得光信号可以沿着光纤的传输方向不断进行反射和传播。

二、光纤通信的组成结构1. 光纤的结构光纤由芯和包层构成，芯是由单质或复合材料制成，包层是由低折射率的材料构成，使得光可以在芯和包层的界面上发生全反射。

2. 光纤的连接器连接器是光纤通信中的重要部分，它用于将光纤连接在一起，保证光信号的传输质量。

3. 光纤的光源和接收器光源是产生光波的设备，用于向光纤中输入光信号；接收器是用于接收光纤传输过来的光信号，并将其转换为电信号。

三、光纤通信的传输特点1. 带宽大光纤通信的带宽远远大于传统的铜线通信，可以传输更多的信息。

2. 传输距离远光纤通信的传输距离远远大于铜线通信，可以满足更长距离的通信需求。

3. 传输速度快光纤通信的传输速度远远快于铜线通信，可以实现更快的数据传输。

4. 抗干扰性强光纤通信的信号传输过程中不受电磁干扰，抗干扰性能强。

5. 安全可靠光纤信号传输过程中不会泄露电磁波，安全可靠。

四、光纤通信系统的组成和工作原理1. 光纤通信系统的组成光纤通信系统由光源、光纤、接收器、调制解调器、复用器、解复用器等组成。

2. 光纤通信系统的工作原理光源产生光信号，光信号经过调制解调器进行调制，然后通过光纤进行传输，接收器接收光信号并将其转换为电信号，经过复用器和解复用器将多个信号合并或分解，最终传输到目标设备。

《光纤传输技术》教案【】光纤传输技术教案【完整版】介绍本教案旨在介绍光纤传输技术的基础知识和应用，以帮助学生了解光纤传输技术的原理、优势和应用领域。

通过本教案的研究，学生将能够理解光纤传输技术在网络通信、数据传输和信号传递中的重要作用。

教学目标1. 了解光纤传输技术的原理和基本组成；2. 熟悉光纤传输技术的优点和应用领域；3. 掌握光纤传输技术在网络通信和数据传输中的应用；4. 培养学生的分析和解决问题的能力；5. 激发学生对光纤传输技术的兴趣和探索精神。

教学内容第一节：光纤传输技术简介1. 光纤传输技术的定义和基本原理；2. 光纤传输技术的优点和特点；3. 光纤传输技术的应用领域和发展前景。

第二节：光纤传输设备和组成1. 光纤的基本结构和材料；2. 光纤传输设备的基本组成和分类；3. 光纤传输设备的工作原理和功能。

第三节：光纤传输技术在网络通信中的应用1. 光纤通信系统的结构和组成；2. 光纤通信系统的传输特点和性能指标；3. 光纤传输技术在光纤通信中的应用案例。

第四节：光纤传输技术在数据传输中的应用1. 光纤传输技术在数据中心的应用；2. 光纤传输技术在高速数据传输中的应用；3. 光纤传输技术在互联网和云计算中的应用。

第五节：光纤传输技术的未来发展趋势1. 光纤传输技术的发展历程和趋势；2. 光纤传输技术在新兴领域的应用；3. 光纤传输技术的挑战和发展前景。

教学方法1. 讲授法：通过讲解光纤传输技术的基础知识和应用案例，帮助学生理解和掌握相关概念和原理。

2. 实践法：组织学生进行实际操作，让他们亲自体验光纤传输设备的使用过程，提高他们的实践能力。

3. 讨论法：组织小组讨论和问题解答，鼓励学生积极参与，激发他们的思维能力和研究兴趣。

教学评价1. 课堂参与度：通过观察学生的课堂参与情况，评价他们的研究兴趣和积极性。

2. 作业评价：通过批改学生的作业，评估他们对光纤传输技术的理解和应用能力。

3. 实践评估：通过学生的实际操作和实验结果，评估他们的实践能力和问题解决能力。

光传输知识点总结一、光传输的基本原理光传输是利用光作为信息传输的一种通信技术。

光传输的基本原理是利用光电器件将电信号转换成光信号，经过光纤进行传输，然后再利用光电器件将光信号转换成电信号。

光传输的基本原理主要包括以下几个方面：1. 光电转换光电转换是通过光电器件将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号。

常见的光电器件有光电二极管（PD）、光电探测器（photodetector）等。

当电信号接入光电二极管时，光电二极管会将电信号转换成光信号输出；当光信号照射到光电探测器上时，光电探测器会将光信号转换成电信号输出。

2. 光纤传输光纤传输是利用光纤对光信号进行传输。

光纤是一种非常细长的光导纤维，可以将光信号进行传输。

光纤通常由芯、包层和包覆层组成。

其中，芯的折射率高于包层，可以使光信号在光纤内部发生全反射而不发生漏光。

光纤传输可以实现长距离传输和高速传输，是光传输技术的重要组成部分。

3. 光电转换光电转换是通过光电器件将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号。

常见的光电器件有光电二极管（PD）、光电探测器（photodetector）等。

当电信号接入光电二极管时，光电二极管会将电信号转换成光信号输出；当光信号照射到光电探测器上时，光电探测器会将光信号转换成电信号输出。

二、光纤通信系统光纤通信系统是利用光纤进行信号传输的通信系统。

光纤通信系统主要包括光发射器、光接收器、光纤传输线路等组成部分。

光发射器是将电信号转换成光信号的设备，光接收器是将光信号转换成电信号的设备。

光纤传输线路则是用来实现光信号传输的通信介质。

光纤通信系统的主要特点包括传输速度快、传输损耗小、传输距离远、抗干扰能力强等优点。

因此，光纤通信系统已经广泛应用于长距离电话通信、光纤网络通信、钻井平台通信等领域。

三、光模式光模式是指光信号在光纤中的传输模式。

光信号可以按照其在光纤中的传输方式分为多种光模式。

光纤通信系统中，常见的光模式包括单模光和多模光。

光纤传输知识点总结一、光纤传输的基本原理光纤传输的基本原理是利用光的全内反射特性进行信号的传输。

当光线进入光纤时，如果入射角小于临界角，光线就会被完全反射在光纤的内壁上，不会发生透射。

由于光的速度很快，因此通过光纤的传输速度也非常快。

在光纤传输过程中，光信号会在光纤中不断地进行全内反射，达到信息传输的目的。

二、光纤的特点1. 带宽大：由于光的波长较短，因此光纤的带宽远远大于传统的铜线传输。

2. 传输速度快：光的传输速度非常快，因此光纤传输的速度也非常快，是传统电信号传输的数倍甚至数十倍。

3. 抗干扰能力强：光信号在光纤中传输时，不会受到外界电磁干扰的影响，因此光纤传输的抗干扰能力非常强。

4. 传输距离远：由于光的传输损耗小，因此光纤传输可以实现更远距离的信号传输。

5. 体积小、重量轻：与传统的电缆相比，光纤具有较小的体积和重量，便于安装和维护。

三、光纤传输系统的结构光纤传输系统主要由光源、光纤、光接收器组成。

光源可以是激光、LED等发光器件，发出的光信号通过光纤传输到目标地点，然后被光接收器接收并转换成电信号。

在实际应用中，光纤传输系统通常还包括光纤放大器、光纤复用器、光纤解复用器等辅助设备，以及光纤连接器、光纤延长器等光纤配件。

四、光纤传输的应用1. 通讯领域：光纤传输在通讯领域得到了广泛的应用，包括电话通讯、数据传输、因特网接入等。

光纤传输的高速、大带宽特性，使其成为现代通讯系统的重要组成部分。

2. 电视信号传输：光纤传输可以实现高清晰度、高质量的电视信号传输，能够满足用户对高品质影视娱乐的需求。

3. 医疗领域：在医疗影像诊断和手术中，常常需要传输大量的影像数据。

光纤传输的高速、大带宽、抗干扰能力强的特性，使其成为医疗领域的首选传输介质。

4. 工业自动化：自动化生产线通常需要大量的传感器和执行器进行数据传输和控制，光纤传输可以满足这些设备的高速、抗干扰的需求。

5. 军事领域：光纤传输在军事通讯、雷达系统、导航系统等领域得到了广泛的应用，其高速、高可靠性的特性可以满足军事通讯的各种需求。

光缆传输原理
光缆传输原理是指利用光纤作为传输介质，通过光的全反射和折射特性来实现信息的传输。

光缆传输原理是现代通信技术中的重要组成部分，其优点包括传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等，因此在通信领域得到了广泛的应用。

首先，光缆传输原理的基础是光的全反射和折射特性。

光纤是一种细长的玻璃纤维，其内部被包裹着折射率较低的材料，使得光在光纤内部的传播受到限制。

当光线从光纤的一端射入时，由于光线在光纤内部的折射作用，光线会一直沿着光纤的轴线传播，直到到达另一端。

这种全反射和折射的特性使得光能够在光纤中传输，从而实现信息的传送。

其次，光缆传输原理的关键是利用光的特性来进行信息的编码和解码。

在光纤通信系统中，信息通常是以光脉冲的形式进行传输的。

发送端通过调制光脉冲的强度、频率或相位来表示数字信号，然后将光脉冲发送到光纤中。

接收端则通过光探测器将光脉冲转换为电信号，再经过解调器将其转换为数字信号。

这样就实现了信息的传输和接收。

另外，光缆传输原理的优势在于其传输速度快、带宽大和抗干扰能力强。

光纤的传输速度可以达到光的速度，远远快于传统的铜质电缆传输。

同时，光纤的带宽也远远大于铜质电缆，可以满足大容量数据的传输需求。

此外，光纤传输不受电磁干扰的影响，信号传输稳定可靠，抗干扰能力强。

总的来说，光缆传输原理是一种高效、稳定、可靠的信息传输方式，其在现代通信领域有着广泛的应用前景。

随着通信技术的不断发展，光缆传输原理将继续发挥其重要作用，为人们的生活和工作提供更加便捷、高效的通信服务。

一、实验目的1. 理解光纤传输的基本原理和特点。

2. 掌握光纤通信系统的组成和基本工作原理。

3. 学习光纤通信实验设备的使用方法。

4. 分析光纤通信系统的性能指标。

二、实验原理光纤通信是利用光纤作为传输媒介，将电信号转换成光信号进行传输的技术。

光纤具有低损耗、宽带宽、抗干扰能力强等优点，是现代通信的主要传输媒介。

1. 光纤传输原理光纤传输是利用光的全反射原理，将光信号在光纤中传输。

光纤的纤芯和包层具有不同的折射率，当光从纤芯射向包层时，若入射角大于临界角，光将在纤芯与包层的界面上发生全反射，从而在光纤中传输。

2. 光纤通信系统组成光纤通信系统主要由以下几个部分组成：（1）光源：将电信号转换为光信号，常用的光源有LED、LD等。

（2）光放大器：用于补偿光纤传输过程中的信号衰减，常用的光放大器有EDFA、Raman放大器等。

（3）光纤：作为传输媒介，具有低损耗、宽带宽等特点。

（4）光检测器：将光信号转换为电信号，常用的光检测器有PIN、APD等。

（5）光传输设备：包括光纤、连接器、光分配器等。

（6）光接收设备：包括光检测器、放大器、解调器等。

三、实验仪器与设备1. 光纤通信实验仪2. 光源3. 光检测器4. 光功率计5. 光纤6. 光连接器7. 信号发生器8. 示波器四、实验步骤1. 连接实验仪、光源、光检测器、光功率计等设备。

2. 将光源发出的光信号通过光纤传输至光检测器。

3. 使用光功率计测量输入光功率和输出光功率。

4. 改变光源功率和光纤长度，观察光功率的变化。

5. 测量不同光纤长度下的传输损耗。

6. 分析实验数据，绘制传输损耗与光纤长度的关系曲线。

五、实验结果与分析1. 实验结果显示，随着光纤长度的增加，传输损耗逐渐增大。

2. 光纤传输损耗与光纤长度呈线性关系，符合光纤传输理论。

3. 实验过程中，光源功率和光纤长度对传输损耗有显著影响。

六、实验结论1. 光纤通信系统具有低损耗、宽带宽、抗干扰能力强等优点，是现代通信的主要传输媒介。

光纤维知识点归纳总结一、光纤的基本原理光纤传播的基本原理是全反射原理。

光在光纤中的传播是由于光在光密介质与光疏介质之间反射所致。

当光线入射在两种介质交界面上，发生的折射和反射是由折射率决定的。

而光纤通过改变折射率的设计，使得当光线沿着光纤传输时，不会发生漏光，从而保证了光信号的传输。

二、光纤的结构光纤通常由芯、包层和外护套组成。

芯是光纤传输光信号的主体，包层用于约束和保护光信号，外护套则用于保护光纤本身以及增强其机械性能。

光纤的结构设计与材料的选择对光信号的传输性能有着重要的影响。

三、光纤的类型根据光纤芯和包层的折射率，可以将光纤分为单模光纤和多模光纤。

单模光纤是指在光纤芯中只有一条光路，适用于远距离通信和高速数据传输；多模光纤是指光纤芯中存在多条光路，适用于短距离通信和局域网传输。

另外，光纤还可根据其传输性能和应用环境的不同分为标准单模光纤、非标单模光纤、高分子光纤等类型。

四、光纤的传输特性光纤的传输特性主要包括传输损耗、色散、非线性效应等。

传输损耗是指光信号在光纤传输过程中损失的能量，主要包括吸收损耗、散射损耗、泄漏损耗等。

色散是指光信号在光纤中传播速度与光波长有关，从而引起信号失真的现象。

非线性效应是指光信号在光纤中传播过程中出现的非线性光学效应，如光子效应、拉曼效应等。

五、光纤的应用光纤在通信领域被广泛应用，包括长距离传输、城市通信、局域网、光纤传感等。

同时，光纤还在医学、军事、工业、科研等领域也有着重要的应用，如光纤传感器、激光器、光纤放大器等。

光纤作为一种重要的光学传输介质，在信息通信、光电子技术、生物医学、制造技术等众多领域都有着重要的应用价值。

通过了解光纤的基本原理、结构、类型、传输特性和应用，我们可以更深入地理解光纤技术的发展和应用前景。

希望本文对大家有所帮助，欢迎指正补充。

一、实验目的1. 了解光纤传输的基本原理和特点。

2. 掌握光纤传输实验的基本操作步骤和注意事项。

3. 通过实验验证光纤传输系统的性能指标。

二、实验原理光纤传输是利用光导纤维传输光信号的一种通信技术。

光纤具有传输损耗低、频带宽、抗干扰能力强等优点，是现代通信技术的重要组成部分。

光纤传输实验主要包括光源、光纤、光电探测器等部分。

三、实验仪器与设备1. 光源：LED光源、激光光源等。

2. 光纤：单模光纤、多模光纤等。

3. 光电探测器：光电二极管、雪崩光电二极管等。

4. 光功率计：用于测量光功率。

5. 光时域反射仪（OTDR）：用于测量光纤长度、损耗等。

6. 光纤连接器：用于连接光纤。

7. 光纤测试架：用于固定光纤和仪器。

四、实验内容1. 光源与光纤的连接（1）将光源与光纤连接器连接，确保连接牢固。

（2）将连接好的光纤插入光纤测试架。

2. 光功率测量（1）将光功率计与光源输出端连接。

（2）开启光源，调整光功率计，记录光功率值。

3. 光纤损耗测量（1）将光纤的另一端连接光电探测器。

（2）开启光源，调整光功率计，记录光纤输入端的光功率值。

（3）将光纤连接器拔掉，记录光纤输出端的光功率值。

（4）计算光纤损耗：光纤损耗 = (光纤输入端光功率 - 光纤输出端光功率) / 光纤输入端光功率。

4. 光纤长度测量（1）将光纤的另一端连接光电探测器。

（2）使用OTDR测量光纤长度。

5. 光纤传输性能测试（1）将光纤连接器拔掉，记录光纤输出端的光功率值。

（2）调整光源功率，观察光功率变化。

（3）调整光纤长度，观察光功率变化。

五、实验结果与分析1. 光源与光纤的连接牢固，无光泄露现象。

2. 光功率测量结果符合实验原理，光功率值稳定。

3. 光纤损耗测量结果符合实验原理，光纤损耗较低。

4. 光纤长度测量结果符合实验原理，光纤长度准确。

5. 光纤传输性能测试结果表明，随着光源功率和光纤长度的增加，光功率逐渐降低。

六、实验总结通过本次实验，我们了解了光纤传输的基本原理和特点，掌握了光纤传输实验的基本操作步骤和注意事项。

第一章 光纤光学基础1．详述单模光纤和多模光纤的区别（从物理结构，传播模式等方面）A ：单模光纤只能传输一种模式，多模光纤能同时传输多种模式。

单模光纤的折射率沿截面径向分布一般为阶跃型，多模光纤可呈多种形状。

纤芯尺寸及纤芯和包层的折射率差：单模纤芯直径在10um 左右，多模一般在50um 以上；单模光纤的相对折射率差在0.01以下，多模一般在0.01—0.02之间。

2．解释数值孔径的物理意义，并给出推导过程。

A:：NA 的大小表征了光纤接收光功率能力的大小，即只有落入以m 为半锥角的锥形区域之内的光线，才能够为光纤所接收。

3．比较阶跃型光纤和渐变型光纤数值孔径的定义，可以得出什么结论？A ：阶跃型光纤的NA 与光纤的几何尺寸无关，渐变型光纤的NA 是入射点径向坐标r 的函数，在纤壁处为0，在光纤轴上为最大。

4．相对折射率差的定义和物理意义。

A ：2221212112n n n n n n --D =?D 的大小决定了光纤对光场的约束能力和光纤端面的受光能力。

5．光纤的损耗有哪几种？哪些是其固有的不能避免，那些可以通过工艺和材料的改进得以降低？A ：固有损耗：光纤材料的本征吸收和本征散射。

非固有损耗：杂质吸收，波导散射，光纤弯曲等。

6．分析多模光纤中材料色散，模式色散，波导色散各自的产生机理。

A ：材料色散是由于不同的光源频率所对应的群速度不同所引起的脉冲展宽。

波导色散是由于不同的光源频率所对应的同一导模的群速度不同所引起的脉冲展宽。

多模色散是由于不同的导模在某一相同光源频率下具有不同的群速度所引起的脉冲展宽。

7．单模光纤中是否存在模式色散，为什么？A ：单模光纤中只传输基模，不存在多模色散，但基模的两个偏振态存在色散，称为偏振模色散。

8．从射线光学的观点计算多模阶跃光纤中子午光线的最大群时延差。

A ：设光纤的长度为L ，光纤中平行轴线的入射光线的传输路径最短，为L ；以临界角入射到纤芯和包层界面上的光线传输路径最长，为sin c L f 。

光纤传输特性实验实验报告实验报告：光纤传输特性实验一、实验目的1. 了解光纤传输的基本原理和特性；2. 掌握光纤传输信号损耗的测量方法；3. 了解光纤覆盖层的保护作用和光纤附加噪声。

二、实验仪器1. 光纤传输箱；2. 光纤光源；3. 光纤接收仪；4. 光纤带宽检测装置；5. 光源电源。

三、实验原理1. 光纤传输基本原理：光纤传输是利用光在纤维中的反射和折射来传输信息的一种方式。

光纤由纤芯、包层和裸露纤芯组成，光信号通过射入纤芯，然后沿着纤芯的光轴传播。

纤芯是光传输的核心，包层则用于保护光传输中的信号。

2. 光纤传输信号损耗的测量方法：光纤传输中的信号衰减主要包括衰减损耗和连接损耗。

衰减损耗是指光信号沿光纤传输中由于各种原因所导致的信号强度的损失。

连接损耗是指光纤之间的连接所带来的光信号损失。

测量光纤传输中的信号损耗常用的方法是利用光纤接收仪读取光源发出的光强度，然后与光源发出的光强度进行比较，计算信号损耗。

3. 光纤覆盖层的保护作用：光纤的包层主要用于保护光纤的传输信号，减少信号损耗。

光纤的包层一般由石英、聚合物等材料构成，具有较高的折射率，能够使光信号在纤芯中传播时发生全内反射。

同时，包层还能够阻止外界的干扰信号进入纤芯中。

4. 光纤附加噪声：光纤传输过程中，会产生一些附加噪声，如光源的热噪声、光纤中的射频噪声等。

这些噪声会对信号的传输质量产生影响。

因此，为了保证光纤传输信号的质量，需要对光纤信号进行接收时进行噪声的抑制。

四、实验步骤1. 打开光纤传输箱，接通光纤光源和接收仪的电源；2. 将纤芯连接器插入光纤光源的输出接口，将接收仪的接收端与纤芯接收端连接；3. 在光纤光源仪器上设置输出功率为一定的数值，如10mW；4. 使用光纤带宽检测装置测量光纤传输的带宽；5. 测量信号损耗，调整光源的输出功率，记录不同功率下的信号强度；6. 记录实验数据。

五、实验结果分析1. 光纤传输的信号损耗：根据实验数据计算出不同功率下信号的损耗率，并观察信号损耗与功率之间的关系；2. 光纤传输的带宽：根据光纤带宽检测装置的测量结果，计算出光纤的带宽范围；3. 光纤传输的附加噪声：观察实验数据中的噪声情况，并分析噪声对信号传输的影响。

光纤传输的基本知识光纤传输方式同轴电缆由于线材本身特性的问题，使得传输距离受到限制，在充斥着电磁波的使用环境中，电磁波的干扰更使同轴电缆传输的效率降低，若安装地点位于多雷区，两端设备还会因雷击遭到破坏。

光纤传输具有同轴电缆无法比拟的优点而成为远距离视频传输的首选设备。

一、光纤传输的特点㈠传输损耗低损耗是传输介质的重要特性，它只决定了传输信号所需中继的距离。

光纤作为光信号的传输介质具有低损耗的特点。

如使用62.5/125μm的多模光纤，850nm波长的衰减约为3.0dB/km、1300nm波长更低，约为1.0ddB/km。

如果使用9/25μm单模光纤，1300nm波长的衰减仅为0.4dB/km、1550nm波长衰减为0.3dB/km，所以一般的LD光源可传输15至20km。

目前已经出现传输100公里的产品。

㈡传输频带宽光纤的频宽可达1GHz以上。

一般图像的带宽为6MHz左右，所以用一芯光纤传输一个通道的图像绰绰有余。

光纤高频宽的好处不仅仅可以同时传输多通道图像，还可以传输语音、控制信号或接点信号，有的甚至可以用一芯光纤通过特殊的光纤被动元件达到双向传输功能。

㈢抗干扰性强光纤传输中的载波是光波，它是频率极高的电磁波，远远高于一般电波通讯所使用的频率，所以不受干扰，尤其是强电干扰。

同时由于光波受束于光纤之内，因此无辐射、对环境无污染，传送信号无泄露，保密性强。

㈣安全性能高光纤采用的玻璃材质，不导电，防雷击；光纤传输不像传统电路因短路或接触不良而产生火花，因此在易燃易爆场合下特别适用。

光纤无法像电缆一样进行窃听，一旦光缆遭到破坏马上就会发现，因此安全性更强。

㈤重量轻，机械性能好光纤细小如丝，重量相当轻，即使是多芯光缆，重量也不会因为芯数增加而成倍增长，而电缆的重量一般都与外径成正比。

二、光纤结构与传输机理光纤是光波传输的介质，是由介质材料构成的圆柱体，分为芯子和包层两部分。

光波沿芯子传播。

在实际工程应用中，光纤是指由预制棒拉制出纤丝经过简单被复后的纤芯，纤芯再经过被复，加强和防护，成为能够适应各种工程应用的光缆。