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内芯与外套的折射率

发布时间:2022-11-23 00:42:23

① 光导纤维的结构如图所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播.这是因为内芯的折射率比外套的折射率__

发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质,所以内芯的折射率大.且光传播在内芯与外套的界面上发生全反射.
故答案为:大,全反射.

② 光导纤维内芯折射率是否大于外套光在光导纤维传播时发生什么反射

1光导纤维内芯折射率是否大于外套?
首先介绍一下光的全反射:
光从光密介质射向光疏介质时,当入射角超过某一角度C(临界角)时,折射光完全消失,只剩下反射光线的现象叫做全反射
所以光导纤维内芯折射率大于外套
2光在光导纤维传播时发生什么反射?
发生了光的全反射:

③ 为什么光导纤维的内芯的折射率比外套折射率大

光从光密介质射入光疏介质。当入射角 增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光完全消失,只剩下反射光,这种现象叫做全反射。
发生全反射的条件:(1)光从光密介质射入光疏介质;(2)入射角大于或等于临界角。
光导纤维利用的是光的全反射原理,那么光导纤维的的内芯折射率应该比外套大

④ 光导纤维的内部结构由内芯和外套组成,它们的材料分别是什么

内芯的折射率大,外套材料的折射率小,发生全反射。并且内芯是透明介质,一般用玻璃,外套不透明,一般用金属材料。

⑤ “光导纤维有很多用途,它由内芯和外套两层组成,外套的折射率比内芯要大”看这句

对, 全反射发生的首要条件就是:光要从光密介质传到光疏介质
也就是:从折射率大的地方到折射率小的地方
因此外套折射率要小于内芯。
完了!

⑥ 光导纤维的主要成分是什么

光导纤维的主要成分是二氧化硅。
直到1960年,美国科学家Maiman发明了世界上第一台激光器后,为光通讯提供了良好的光源。随后二十多年,人们对光传输介质进行了攻关,终于制成了低损耗光纤,从而奠定了光通讯的基石。从此,光通讯进入了飞速发展的阶段。
前香港中文大学校长高锟于1965年在一篇论文中提出以石英基玻璃纤维作长程信息传递,将带来一场通讯业的革命,并提出当玻璃纤维损耗率下降到20分贝/公里时,光导纤维通讯(即现在所谓的光纤通讯)就会成功。引发了光导纤维的研发热潮,1970年康宁公司最先发明并制造出世界第一根可用于光通信的光纤,使光纤通信得以广泛应用。被视为光纤通信的里程碑之一,高锟也因此被国际公认为“光纤之父”,高锟也因此获得2009年诺贝尔物理学奖。

光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝,直径只有1~100μm左右。它是由内芯和外套两层组成,内芯的折射率大于外套的折射率,光由一端进入,在内芯和外套的界面上经多次全反射,从另一端射出。
光导纤维为混合物,属于非晶体。
通信用的激光一般在特殊的管道-------光导纤维里传播。目前,光导纤维的主要成分是二氧化硅。
光纤传输有许多突出的优点:

频带宽
频带的宽窄代表传输容量的大小。
载波的频率越高,可以传输信号的频带宽度就越大。在VHF频段,载波频率为48.5MHz~300Mhz。带宽约250MHz,只能传输27套电视和几十套调频广播。可见光的频率达100000GHz,比VHF频段高出一百多万倍。尽管由于光纤对不同频率的光有不同的损耗,使频带宽度受到影响,但在最低损耗区的频带宽度也可达30000GHz。目前单个光源的带宽只占了其中很小的一部分(多模光纤的频带约几百兆赫,好的单模光纤可达10GHz以上),采用先进的相干光通信可以在30000GHz范围内安排2000个光载波,进行波分复用,可以容纳上百万个频道。

损耗低

在同轴电缆组成的系统中,最好的电缆在传输800MHz信号时,每公里的损耗都在40dB以上。相比之下,光导纤维的损耗则要小得多,传输1.31um的光,每公里损耗在0.35dB以下若传输1.55um的光,每公里损耗更小,可达0.2dB以下。这就比同轴电缆的功率损耗要小一亿倍,使其能传输的距离要远得多。此外,光纤传输损耗还有两个特点,一是在全部有线电视频道内具有相同的损耗,不需要像电缆干线那样必须引人均衡器进行均衡;二是其损耗几乎不随温度而变,不用担心因环境温度变化而造成干线电平的波动。

重量轻
因为光纤非常细,单模光纤芯线直径一般为4um~10um,外径也只有125um,加上防水层、加强筋、护套等,用4~48根光纤组成的光缆直径还不到13mm,比标准同轴电缆的直径47mm要小得多,加上光纤是玻璃纤维,比重小,使它具有直径小、重量轻的特点,安装十分方便。

抗干扰能力强
因为光纤的基本成分是石英,只传光,不导电,不受电磁场的作用,在其中传输的光信号不受电磁场的影响,故光纤传输对电磁干扰、工业干扰有很强的抵御能力。也正因为如此,在光纤中传输的信号不易被窃听,因而利于保密。

保真度高
因为光纤传输一般不需要中继放大,不会因为放大引来新的非线性失真。只要激光器的线性好,就可高保真地传输电视信号。实际测试表明,好的调幅光纤系统的载波组合三次差拍比C/CTB在70dB以上,交调指标cM也在60dB以上,远高于一般电缆干线系统的非线性失真指标。

工作性能可靠
我们知道,一个系统的可靠性与组成该系统的设备数量有关。设备越多,发生故障的机会越大。因为光纤系统包含的设备数量少(不像电缆系统那样需要几十个放大器),可靠性自然也就高,加上光纤设备的寿命都很长,无故障工作时间达50万~75万小时,其中寿命最短的是光发射机中的激光器,最低寿命也在10万小时以上。故一个设计良好、正确安装调试的光纤系统的工作性能是非常可靠的。

成本不断下降
目前,有人提出了新摩尔定律,也叫做光学定律(Optical Law)。该定律指出,光纤传输信息的带宽,每6个月增加1倍,而价格降低1倍。光通信技术的发展,为Internet宽带技术的发展奠定了非常好的基础。这就为大型有线电视系统采用光纤传输方式扫清了最后一个障碍。由于制作光纤的材料(石英)来源十分丰富,随着技术的进步,成本还会进一步降低;而电缆所需的铜原料有限,价格会越来越高。显然,今后光纤传输将占绝对优势,成为建立全省、以至全国有线电视网的最主要传输手段。

噪声小
光导纤维传播信息时发出的噪声很小。在传输信息容量非常大时,光导纤维也不会发出大的噪音。
光纤传导光的能力非常强,能利用光缆通讯,能同时传播大量信息。例如一条光缆通路同时可容纳十亿人通话,也可同时传送多套电视节目。光纤的抗干扰性能好,不发生电辐射,通讯质量高,能防窃听。光缆的质量小而细,不怕腐蚀,铺设也很方便,因此是非常好的通讯材料。目前许多国家已使用光缆作为长途通讯干线。中国也开始生产光导纤维,并在部分地区和城市投入使用。随着时代的进步和科学的发展,光纤通讯必将大为普及。
光纤除了可以用于通讯外,还可以用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面。例如,可将光导纤维内窥镜导入心脏,测量心脏中的血压、温度等。在能量和信息传输方面,光导纤维也得到了广泛的应用。

⑦ 为什么光导纤维的内芯的折射率比外套折射率大

光从光密介质射入光疏介质。当入射角
增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光完全消失,只剩下反射光,这种现象叫做全反射。
发生全反射的条件:(1)光从光密介质射入光疏介质;(2)入射角大于或等于临界角。
光导纤维利用的是光的全反射原理,那么光导纤维的的内芯折射率应该比外套大

⑧ 光导纤维的主要成分

光导纤维简称光纤,其主要成分是二氧化硅。光纤是一种由玻璃或塑料制成的纤维,利用光在这些纤维中以全内反射原理传输的光传导工具。它由内芯和外套两层组成,内芯的折射率大于外套的折射率,光由一端进入,在内芯和外套的界面上经多次全反射

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