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1、,3.4 梯度光纤中的光线传播,非均匀光纤（渐变型光纤）：光纤芯子中的折射率沿半径r方向变化,渐变折射率分布：,3.4.1 梯度光纤中的光射线,光线分类 子午线：光线轨迹限制在子午平面内传播的周期曲线。轨迹曲线在光纤端面投影线仍是过园心的直线，但一般不与纤壁相交 偏射线：光线轨迹是不经过光纤轴的空间曲线。,3.4.1 路径方程和光线不变量,在圆柱坐标系中，光线路径方程：,定义角、z、是r的函数，它们之间的关系：,纵向不变量：,（1）,（2）,横向不变量：,由3.4-4和3.4-5得：,3.4.2 光线路径及光线分类,光线路径：,3.4-3,由3.42c得：,将3.4-2b式两边乘r2，得：,光
2、学不变量：,光线路径与内、外焦散面相切，在切点上有(r)=0,内焦散面半径ric、外焦散面半径rtp满足（3.4-6）有：,经整理得：,g(r)0,讨论：（1）l0，r0，g(r)0.（3）若 r a时总有g(r)0，包层不存在光线的路径其中,0 0,g(r)0,此时：,倾斜束缚光线,子午束缚光线,（4）若 r a时总有g(r)0,折射光线。即,(5)上述条件不满足,(3.4-7)式有三个根，ric、rtp、rrad,梯度光纤的本地数值孔径：,光纤中光功率的分布：,条件：光源对光纤均匀激发（不同角度辐射的射线包含的功率相同）设纤芯处和离轴线为 r的功率密度各为p(0)、p(r),有,光纤折射率分布近场测试法的原理,3.4.4 传播时延,路径：,光程：,半周期长度：,传播时延：,1.基本概念：传播常数、有效折射率、相对折射率差、导波光线、阶跃光纤、梯度光纤、子午光线、偏射光线、光线判据函数、束缚光线、隧道光线、自聚焦、传播时延、模式色散2.,
