文档介绍：塑料光纤传光原理论文
摘要:塑料光纤POF之所以能传光是因为光纤具有芯皮结构,光在POF中传输是按全反射原理进行的,光在SI POF中的传输方式为全反射式锯齿型,光在GI POF中的传输方式为正弦曲线型;子午线就是光线的传播路径始终经过光纤轴并在同一平面内,选用子午线进行了参数计算,这些参数计算包括最大入射角或发射光角度、数值孔径、子午线在阶跃型光纤中的几何行程及反射次数;侧面发光POF和荧光POF也是按全反射原理进行传光的,对于单芯侧面发光POF多是由非固有损耗导致侧面发光,而对于多芯侧面发光POF则是由弯曲损耗产生侧面发光的。 ,×108m/s。
光在均匀媒质或不均匀媒质中传输时,满足费玛(Fermat) 原理,即光从空间一点到另一点是沿着时间为极值的路程而传播的,即光沿着光程为最小或最大或恒量的路径传播。
3. 几何光学理论
要了解POF传光原理,必须了解一些几何光学的知识。
首先光学分为几何光学和物理光学,几何光学是研究光在均匀介质中的传播特性,通常采用直线来描述,它是研究光在介质中传播的基础光学理论。物理光学又分为波动光学和量子光学,波动光学认为光是一种电磁波,但它不能解释光的微观现象;量子理论认为光的能量不是连续分布的,光是一粒粒运动着的光子组成,每个光子具有确定的能量。几何光学理论的四大基本定律为:
光的直线传播定律:在各向同性的均匀介质中,光是沿直线传播的。
光的独立传播定律:不同光源发出的光线从不同方向通过某点时,彼此不影响,各光线的传播不受其它光线影响。
光的反射定律:当一束光投射到某一介质光滑表面时,保存一部分光反射回原来的介质,这一光线称为反射光线,反射光线、入射光线和法线位由于同一平面内,入射线同法线组成的角称为入射角,反射光线同法线组成的角称为反射角,反射角等于入射角,即θ1=θ3, 其绝对值相等,这就是反射定律。
光的折射定律:当一束光投射到某一介质光滑表面时除了有一部分光发生反射外,还有一部分光通过介质分界面入射进第二传输介质中,这一部分光线称为折射光线,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧,折射光线位于入射光线和法线所决定的平面内。折射光线同法线组成的角称为折射角,入射角的正弦值同折射角正弦值的比值为一恒定值,这就是折射定律。需要指出的是采用几何光学分析光在某一研究对象中的传输特性时,这一研究对象的几何尺寸必须远远大于所传输的光波长,这样才能忽略波长的长度,否则就必须采用物理光学分析光在研究对象中的传输特性。也即是光纤纤芯直径是所传播光波长的几十倍或几百倍时,其传播现象就可用几何光学而不用波动光学来研究。
4. 子午光线在阶跃型POF中的传输
? 阶跃型POF是一种具有芯皮结构的光纤。
子午平面指的是包含有光纤轴的平面,所谓子午线,就是光线的传播路径始终在同一平面内,子午光线总是和光纤轴相交的,光在一种均匀介质传播时是一种直线式传播:当光从一种介质传至另一介质表面时,一般同时发生反射和折射;如果光从折射率小的光疏介质射入折射率大的光密介质时,则折射角小于入射角;而当光从光密介质射入光疏介质时折射角将大于入射角,因而当光从光密介质射入光疏介质