RP 系列 激光分析设计软件 | 无源光纤（ 第三部分）

本教程包含以下部分： 2oa#0`{  
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① 玻璃光纤中的导光 O3N0YGhJ  
② 光纤模式 a9n^WOJ6  
③ 单模光纤 6:U$w7P0 e  
④ 多模光纤 JOjoiA  
⑤ 光纤末端 :Ih|en^w  
⑥ 光纤接头 A^ _a3$,0  
⑦ 传播损耗 xD&^j$Em  
⑧ 光纤耦合器和分路器 )!g{Sbl  
⑨ 偏振问题 RH}A  
⑩ 光纤的色散 DjU9 uZT  
⑪ 光纤的非线性 J};z85B  
⑫ 光纤中的超短脉冲和信号 7NC=*A~  
⑬ 附件和工具 )$w*V9d  
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这是 Paschotta 博士的 s[8@*/ds  
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无源光纤教程的第 3 部分 hYQ_45Z*?  
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第三部分：单模光纤 kOvDl!^  
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在前面的部分中，我们已经看到，根据其折射率分布和波长，一根光纤可以引导不同数量的模式。如果数值孔径和折射率对比度很小，它可能只是单导模（LP [size=; font-size: 0.7em,0.7em]01模） 。在这种情况下，光纤称为单模光纤 LP[size=; font-size: 0.7em,0.7em] 11、 LP [size=; font-size: 0.7em,0.7em]20等这样的高阶模式则不存在——只有包层模式，它们并不局限于光纤纤芯周围。 >7!6nF3x,  
请注意，在大多数情况下，可以引导具有不同偏振态的光。术语“单模”忽略了这样一个事实，即通常（对于径向对称的折射率分布和无双折射）一个实际上具有两个不同的模式，具有相同的强度分布但正交的线性偏振方向。任何其他偏振态都可以被认为是这两者的线性叠加。（另见关于极化问题的第 6 部分。） c}3W:}lW  
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单模制导条件 iK?b~Q  
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对于阶跃折射率光纤设计，单模导引有一个简单的标准：V 数必须低于 ≈2.405。V 数定义为:

• fjnTe  
  正确聚焦激光束，使光束半径接近光纤模式的半径，
• 将光纤末端放置在光束焦点（光束腰）处，以及
• 对准光纤，使光束焦点以正确的方向撞击光纤芯。

• ,fEO> i  
  由于折射率对比度现在非常弱 (0.0002)，因此光纤对因制造条件不完全控制而导致的微小随机折射率变化极为敏感。对于当前可用的技术，0.024 的 NA 被认为是不切实际的小。
• *%Qn{x  
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  即使基于该设计制造出完美的光纤，它也会对弯曲非常敏感。图 2 显示了一个数值模拟，其中反向弯曲半径沿光纤线性增长。在右侧，弯曲半径达到 1 m。在此之前，光会经历严重的弯曲损失。这意味着只有当光纤基本上保持笔直并且可以避免任何显着的微弯曲时才能使用光纤。