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什么是光波的传输模式

来源:网络 作者:佚名 时间:04-06 手机版

传输模式是光学纤维最基本的传输特性之一,若一种光纤只允许传输一个模式的光波,则称它为单模光纤;如果一种光纤允许同时传输多个模式的光波,这种光纤为多模光纤;光学上把具有一定频率,一定的偏振状态和传播方向的光波叫做光波的一种模式,或称光的一种波型。

多模光纤直径为几十至上百微米,与光的波长相比大得多,因此,许多模式的光波进入光纤后都能满足全反射条件,在光纤中得到正常的传输。在光纤的输出端可以看到光强度分布的不同花样,即在输出端出现多个亮班,一个亮斑代表多模光纤所传输的一种模式的光波。

什么是光波模式

就是光学上把具有一定频率、一定的偏振状态和传播方向的光波称做光波的一种模式。

光波,通常是指电磁波谱中的可见光。可见光通常是指频率范围在3.9×1014~7.5×1014Hz之间的电磁波,其真空中的波长约为400~760nm。光在真空中的传播速度为c=3×108m/s,是自然界中物质运动的最快速度。光波是横波,其中电场强度E和磁感应强度B(或磁场强度H)彼此相互垂直,并且都与传播方向垂直。

光波具有波粒二象性(是指某物质同时具备波的特质及粒子的特质):也就是说从微观来看,由光子组成,具有粒子性;从宏观来看又表现出波动性。根据量子场论(或者量子电动力学),光子是电磁场量子化之后的直接结果。

光的粒子性揭示了电磁场作为一种物质,是与分子、原子等实物粒子一样,有其内在的基本结构(组成粒子)的。而在经典的电动力学理论中,是没有“光子”这个概念的。

光波作为一种特定频段是电磁波,其颜色与频率有关。可见光中紫光频率最大,波长最短。红光则刚好相反。

红外线、紫外线、X射线等都属于不可见光。

红外线频率比红光低,波长更长。

紫外线、X射线等频率比紫光高,波长更短。

什么是传输模、辐射模和消逝模?

光波在光纤中传播有3种模式,导模(传输模),漏模(泄漏模)和辐射模:

导模是光功率限制在纤芯内传播的光波场,又称芯模。其存在条件是n2k0<β<n1k0。在纤芯内电磁场按振荡形式分布,为驻波场或传播场,在包层内场的分布按指数函数衰减,为衰减场,模场的能量被闭锁在纤芯内沿轴线Z方向传播。

漏模是在纤芯及距纤壁一定距离的包层中传播的光波长,又称包层模。其存在条件是n2k0=β。在纤芯中的光能量可通过一定厚度的“隧道”泄漏导包层中,形成振荡形式,但其振幅很小,传输损耗也很小。

辐射模是在介质波导和光波导中,能量向波导周围介质中辐射的模。辐射模在纤芯和包层中均为传输场,其存在条件是β<n2k0。在此条件下,波导完全处于介质状态,光波在纤芯与包层的界面上因不满足全反射条件而产生折射,模场能量向包层逸出,光纤失去对光波场功率的限制作用。

性质:

光波具有波粒二象性。也就是说从微观来看,由光子组成,具有粒子性;从宏观来看又表现出波动性。根据量子场论(或者量子电动力学),光子是电磁场量子化之后的直接结果。

光的粒子性揭示了电磁场作为一种物质,是与分子、原子等实物粒子一样,有其内在的基本结构(组成粒子)的。而在经典的电动力学理论中,是没有“光子”这个概念的。

什么叫“模式”光纤通信中的“模式”,微波中的“模式”。

光纤是一种光波导,因而光波在其中传播也存在模式问题。模式是指传输线横截面和纵截面的电磁场结构图形,即电磁波的分布情况。一般来说,不同的模式有不同的的场结构,且每一种传输线都有一个与其对应的基模或主模。基模是截止波长最长的模式。除基模外,截止波长较短的其它模式称为高次模。根据光纤能传输的模式数目,可将其分为单模光纤和多模光纤。

光纤中可传输哪几种模式?为什么

根据光纤中的传输模式数量分类,光纤又可分为多模光纤和单模光纤。在一定的工作波长下,多模光纤是能传输许多模式的介质波导,而单模光纤只传输基模。
单模光纤中只有基模在进行传输,因此粗略地讲,模场直径就是在单模光纤的接收端面上基模光斑的直径,也可以极其粗略地认为模场直径d 和单模光纤的纤芯直径相近。
当光纤的归一化频率V小于其归一化截止频率Vc时,才能实现单模传输,即在光纤中仅有基模在传输,其余的高次模全部截止。 就是说,除了光纤的参量如纤芯半径,数值孔径必须满足一定条件外,要实现单模传输还必须使光波波长大于某个数值,即λ≥λc,这个数值就叫做单模光纤的截止波长。 光纤光缆等相关的最好用达标的,我们用菲尼特的。
因此,截止波长λc的含义是,能使光纤实现单模传输的最小工作光波波长。也就是说,尽管其它条件皆满足,但如果光波波长不大于单模光纤的截止波长,仍不可能实现单模传输。

中国移动机站的光传输是怎样的和传输原理,一般光传输都出现哪些问题如何解决。

图光传输原理 图光传输原理
图光纤传输模式
多模方式。指的是多条满足全反射角度的光线在光纤里传播。由于存在多条传
播路径,每一条路径长度不等,因而传过光纤的时间不同,易造成信号码元间的串扰。为
防止信号码元串扰,应降低传输的数据率。因此这种多模光纤传输带宽较窄。如图所示。
单模方式。当光纤纤芯减少时,必须减小入射角,光才能人射而向前传播。当纤
芯半径减小到波长数量级时,可以在光纤里传播一个角度的光波,这就是单模方式,如图
所示。单模方式的光纤具有极宽的频带和优良的传输特性,适用于长距离、大容
量的基础干线光缆传输系统。随着光纤通信的发展和光纤技术的应用,单模光纤的应用
会得到进一步的发展。
另外,在多模方式中有一种变率方式,其纤芯的折射率不均匀,在纤芯轴线处折射率
最大,这样进入的光线传播路径像抛物线,随半径增加折射率减小,如图所示。
在纤芯和包层交界面处二者折射率相同。与多模方式比较,它具有更有效的射线聚
焦效果,因而性能有较大的改善。这种形式的多模光纤应用较多,性能介于单模与多模方
式之间,而传播系统的费用较单模便宜得多。主要用于中速率、中距离光纤数字系统。
上面介绍的双绞线、同轴电缆和光纤三种传输介质,它们都是有线传输信道。下面介
绍几种无线信道。
所谓无线传输信道是指无须架设或铺埋电缆或光缆,而通过看不见摸不着的自由空
间,将电信号转换成无线电波进行传送。发信端把待传的信息转换成无线电信号,依靠无
线电波在空间传播,而收信端则要把无线电信号还原成发信端所传信息。
通常用频率(或波长)作为无线电波最有表征意义的参量。因为频率(波长)相差较大
的电波,往往具有不同的特性。例如,中长波沿地面传播,绕射能力较强;短波以电离层反
射方式传播,传输距离很远;而微波只能在大气对流层中直线传播,绕射能力很弱。因此,
通常把无线电波按其频率(或波长)来划分频段,如表所示。
表无线电波的频段
频段名称波长范围主要应用
(低频),长波导航
(中频),中波商用调幅无线电
(高频),短波短波无线电
(甚高频),超短波甚高频电视,调频无线电
(超高频),微波超高频电视,地面微波
(特高频)地面微波,卫星微波
(极高频)实验用点到点通信
在空间里微波是沿直线传播的,即所谓的视线传播,其绕射能力很弱。在传播过程
中,遇到不均匀介质时,将产生折射的反射现象。
地面微波通信的天线常用碟形天线,它将聚焦电磁波,并使接收天线对准发送方,从
而形成视线传输。这些天线常位于地面的高处,以延长天线间的作用距离,且能越过中间
障碍传输。
摘自 《数据通信与计算机网络工程新技术应用手册》 图光传输原理

什么是光纤模式

光纤的模式是能在光纤中传输的光,每一个模式是满足亥姆霍兹方程的一个解
单模光纤只能传输一种光,就是平行于轴线的光,而多模光纤则可以传输多种波长的光,根据波长不同,数值孔径不同,等等
跟你说的一样
,不同的模式就是传输的路径不同,比如下图:

按照传播模式,光纤分为几种,分别是什么,特点是什么?

分单模光纤和多模光纤2种,你可以搜索光纤百科,还可以了解更多的东西。
单模光纤
单模光纤这是指在工作波长中,只能传输一个传播模式的光纤,通常简称为单模光纤(SMF:Single ModeFiber)。目前,在有线电视和光通信中,是应用最广泛的光纤。由于,光纤的纤芯很细(约10μm)而且折射率呈阶跃状分布,当归一化频率V参数<2.4时,理论上,只能形成单模传输。另外,SMF没有多模色散,不仅传输频带较多模光纤更宽,再加上SMF的材料色散和结构色散的相加抵消,其合成特性恰好形成零色散的特性,使传输频带更加拓宽。SMF中,因掺杂物不同与制造方式的差别有许多类型。凹陷型包层光纤(DePr-essed Clad Fiber),其包层形成两重结构,邻近纤芯的包层,较外倒包层的折射率还低。另外,有匹配型包层光纤,其包层折射率呈均匀分布。
多模光纤
多模光纤将光纤按工作彼长以其传播可能的模式为多个模式的光纤称作多模光纤(MMF:MUlti ModeFiber)。纤芯直径为50pm,由于传输模式可达几百个,与SMF相比传输带宽主要受模式色散支配。在历史上曾用于有线电视和通信系统的短距离传输。自从出现SMF光纤后,似乎形成历史产品。但实际上,由于MMF较SMF的芯径大且与LED等光源结合容易,在众多LAN中更有优势。所以,在短距离通信领域中MMF仍在重新受到重视。MMF按折射率分布进行分类时,有:渐变(GI)型和阶跃(SI)型两种。GI型的折射率以纤芯中心为最高,沿向包层徐徐降低。从几何光学角度来看,在纤芯中前进的光束呈现以蛇行状传播。由于,光的各个路径所需时间大致相同。所以,传输容量较SI型大。SI型MMF光纤的折射率分布,纤芯折射率的分布是相同的,但与包层的界面呈阶梯状。由于SI型光波在光纤中的反射前进过程中,产生各个光路径的时差,致使射出光波失真,色激较大。其结果是传输带宽变窄,目前SI型MMF应用较少。

光纤按照传输模式分为哪两类

单模光纤和多模光纤。
光纤按照传输模式可分为单模光纤和多模光纤。单模光纤只有一种光纤模式,其传输范围更远,而多模光纤有多种光纤模式,其传输距离较短。多模光纤根据传输模式可分为OM1、OM2、OM3、OM4等,而单模光纤可分为OS1和OS2等。
单模光纤的光模式只有一种,而多模光纤的光模式可以有多种,其中包括单模光纤的模式。

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