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射线分析出发点:光纤线径;多模:线径几十 m,射线分析正确,单模:线径 10 m,几何光学,误差大;光传播电磁场理论正确。光纤中的电磁波模式理论 矢量解:过程复杂,结果也复杂,且只能对少数几种n分布光纤进行严格且相对简单求解。严格的电磁理论。严格的电磁理论可导出光纤中存在两类模式。TE模或TM模。子午光线形成。混合模式EH模或HE模。偏射光线形成。从波动方程出发来分析光导波在光纤中的传输情况 标量法:满足弱导近似(n1稍n2),传播光线近轴向;假设:导模的纵向场分量都横向场分量。也就是说弱导光纤中的横向场分量占主导地位,并且一经激励,其在传输过程中偏振状态保持不变标量分析法。这种光波模式即是线偏振模(Linear Polarization Mode),简称LP模。从波动方程出发来分析光导波在光纤中的传输情况 光纤:无限长圆柱系统;纤芯:半径 ,介电常数 ,折射率;包层:径向无穷,介电常数 ,折射率;=,无损;高于 (%)数学模型1、标量波动方程光波横向电矢量仅Ey,标量波动方程:在圆柱坐标系中z向传播光波形式纵横分离 1、标量波动方程分离变量法求解,令 1、标量波动方程角向波函数方程:通解为:简化,1、标量波动方程径向波函数,纤芯与包层传播特点,两贝塞尔方程:m 阶Bessel方程m阶虚宗量Bessel方程U、W、V是无量纲参数1、标量波动方程