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多模光纖傳輸光過程中的反射損耗

發布時間：2020-07-09 08:40:44 瀏覽量：6330

摘要

光能經過多模光纖傳(chuan) 輸時，不可避免地會(hui) 發生光能損失。首先光在折射麵上折射時總伴隨著少量的反射損耗，光經多模光纖纖芯傳(chuan) 輸時

還有吸收存在，此外，光纖端麵磨光不良和疵病還會(hui) 造成光的漫反射和漫折射。這些是主要的光能損失因素。下麵將主要討論折射時光

能的反射損失，又稱為(wei) 菲涅爾反射損耗。如下圖，光線從(cong) 折射率為(wei) n的介質進入折射率為(wei) n^'的另一介質中，期間發生反射和折射，入

射角為(wei) i，折射角為(wei) i^'，反射角為(wei) -i。

正文


光能經過多模光纖傳(chuan) 輸時，不可避免地會(hui) 發生光能損失。首先光在折射麵上折射時總伴隨著少量的反射損耗，光經多模光纖纖芯傳(chuan) 輸時

還有吸收存在，此外，光纖端麵磨光不良和疵病還會(hui) 造成光的漫反射和漫折射。這些是主要的光能損失因素。下麵將主要討論折射時光

能的反射損失，又稱為(wei) 菲涅爾反射損耗。如下圖，光線從(cong) 折射率為(wei) n的介質進入折射率為(wei) n^'的另一介質中，期間發生反射和折射，入射

角為(wei) i，折射角為(wei) i^'，反射角為(wei) -i。


對於(yu) 非鍍膜麵，折射時光能的反射損失，可根據菲涅爾公式計算，即



另外，折射定律如下：

nsini= n' sini'


上述公式中，ρ稱為(wei) 反射率，表示光傳(chuan) 播到二透明介質分界麵上時，有多少光能從(cong) 界麵損失掉。結合兩(liang) 個(ge) 公式可以看出，反射率ρ是折

射麵兩(liang) 邊介質折射率和入射角的函數，而且反射率和光的行進方向（比如從(cong) 空氣到玻璃或從(cong) 玻璃到空氣）無關(guan) 。因此，對於(yu) 光耦合進多

模光纖傳(chuan) 輸再從(cong) 光纖出射過程中，反射損耗為(wei) 2ρ。計算表明，對於(yu) 同一入射角，折射麵兩(liang) 邊的折射率差越大，則ρ值越大，反射損耗越

高；對於(yu) 固定的兩(liang) 種介質，入射角越大，則ρ值越大，反射損耗越高。考慮光從(cong) 空氣進入光纖，對於(yu) n=1，n^'=1.4和n^'=1.5兩(liang) 種情況，

有下圖，藍線為(wei) n^'=1.4，紅線為(wei) n^'=1.5：



因此，我們(men) 可以看出，多模光纖傳(chuan) 輸係統中，反射損耗是很可觀的。

現今的光學係統，凡是與(yu) 空氣接觸的折射表麵都可以鍍上增透膜，它是具有一定折射率和一定厚度的薄膜，可以使某一波長的反射光強

度幹涉為(wei) 零其他波長反射光強度也有所減少，極大地減少反射損失。