光纖的導光原理

　　光是一種頻率極高的電磁波，而光纖本身是一種介質波導，因此光在光纖中的傳輸理論是十分復雜的。想要全面地了解它，需要應用電磁場理論，波動光學理論，甚至量子場論方面的知識。

　　為了便于理解，本教材從幾何光學的角度來討論光纖的導光原理，這樣會更加直觀、形象、易懂。更何況對于多模光纖而言，由于其幾何尺寸遠遠大于光波波長，所以可把光波看做一條光線來處理，這正是幾何光學處理問題的基本出發點。

　　全反射原理

　　當光線在均勻介質中傳播時是以直線方向進行的，但在到達兩種不同介質的分界面時，

　　會發生反射與折射現象。光的反射與折射所示。

　　根據光的反射定律，反射角等于入射角;根據光的折射定律，其中，纖芯的折射率;為包層的折射率。 顯然，若纖芯的折射率，>包層的折射率，比值增大到一定程度，就會使折射角Q>90。，此時的折射光線不再進入包層，而會在纖芯與包層的分界面上掠過時，或者重返回到纖芯中進行傳播(以>90。時)。這種現象叫做光的全反射現象，人們把對應于折射角島90的入射角叫做臨界角(0)，可以很容易得到臨界角。

　　不難理解，當光在光纖中發生全反射現象時，由于光線基本上全部在纖芯中進行傳播，沒有光跑到包層中去，所以可以大大降低光纖的衰耗。早期的階躍型光纖就是按這種思路進行設計的。

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