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交界面
k
90 0
90 0
入射角等于臨界角 入射角大于臨界角發(fā)生全反射
(b) (c)
圖2.2 -3光線入射到兩種媒質(zhì)交界面處發(fā)生的折射與反射現(xiàn)象
當(dāng)A，= 90。時，則：
sinA,=署
4j arcsin署
當(dāng)入射角大于臨界角時，我們會發(fā)現(xiàn)入射光線全部返回到了媒質(zhì)1，這種現(xiàn)象稱之為全
反射。如圖2:2-3 (c)所示。光傳輸?shù)幕驹韺嶋H上就是上述討論的折射和全反射原
理。光纖的種類不同，其應(yīng)用的原理也不同。
纖
圖2.2 -4光纖的典型結(jié)構(gòu)
2．光纖的種類與傳輸原理
光纖的種類很多，但按照其工作原理大致上
可以分為多模式光纖和單模式光纖兩種。在這兩
種光纖中又都包含有階躍型和漸變型兩種。光纖
的典型結(jié)構(gòu)如圖2.2 -4所示，它包括纖芯、包
層和保護層。
(1)多模式階躍型光纖
其纖芯和包層的折射率特點如圖2.2 -5所
示，圖中的縱坐標(biāo)r為光纖的半徑。從圖中可以
看出，纖芯折射率大于包層的折射率，且兩者呈
階躍型變化。對于多模式階躍型光纖來說，光線
的傳播沿所有方向，但只有平行于橫軸和入射角大于臨界角的光線，才能在兆纖中以直射和
全反射的原理進行傳播。
假設(shè)只有一根光線的入射角大于臨界角，那么這根光線將在纖芯中傳播，在纖芯和包層
下篇數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)131
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，z
（折射率）
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┃ ┃ 甩包層 ┃
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圖2.2 -5多模式階躍型光纖的折射率分布及光線的傳播路徑
處發(fā)生全反射。可見，它的傳播路徑是一個“Z”字形，如圖2.2 -6所示。然而，對于給
定的一個光源一光纖接口，可能有很多條入射光線在纖芯和包層的交界面上發(fā)生全反射
（只要4i大于臨界角），這些光線在光纖中都可以進行傳播，而且每根光線在光纖中都有自
己的“Z”字形的傳播路徑，如圖2.2-7所示。
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民用航空器維修基礎(chǔ)系列教材 電子技術(shù)基礎(chǔ)(81)
