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多模光纤传输光过程中的反射损耗

发布时间:2020-07-09 08:40:44 浏览量:34


光能经过多模光纤传输时,不可避免地会发生光能损失。首先光在折射面上折射时总伴随着少量的反射损耗,光经多模光纤纤芯传输时

还有吸收存在,此外,光纤端面磨光不良和疵病还会造成光的漫反射和漫折射。这些是主要的光能损失因素。下面将主要讨论折射时光

能的反射损失,又称为菲涅尔反射损耗。如下图,光线从折射率为n的介质进入折射率为n^'的另一介质中,期间发生反射和折射,入射

角为i,折射角为i^',反射角为-i。


对于非镀膜面,折射时光能的反射损失,可根据菲涅尔公式计算,即



另外,折射定律如下:

nsini= n' sini'


上述公式中,ρ称为反射率,表示光传播到二透明介质分界面上时,有多少光能从界面损失掉。结合两个公式可以看出,反射率ρ是折

射面两边介质折射率和入射角的函数,而且反射率和光的行进方向(比如从空气到玻璃或从玻璃到空气)无关。因此,对于光耦合进多

模光纤传输再从光纤出射过程中,反射损耗为2ρ。计算表明,对于同一入射角,折射面两边的折射率差越大,则ρ值越大,反射损耗越

高;对于固定的两种介质,入射角越大,则ρ值越大,反射损耗越高。考虑光从空气进入光纤,对于n=1,n^'=1.4和n^'=1.5两种情况,

有下图,蓝线为n^'=1.4,红线为n^'=1.5:



因此,我们可以看出,多模光纤传输系统中,反射损耗是很可观的。

现今的光学系统,凡是与空气接触的折射表面都可以镀上增透膜,它是具有一定折射率和一定厚度的薄膜,可以使某一波长的反射光强

度干涉为零其他波长反射光强度也有所减少,极大地减少反射损失。