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深入理解折射率及其差异

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:相对折射率:光从介质1射入介质2发生折射时,入射角i与折射角r的正弦之比n21叫作介质2相对介质1的折射率。所以相对折射率差大,光的收集能力强。要理解有效折射率,需要了解相对折射率差,相对折射率差简化方程与相对折射率成正比。这一切都与折射率相关。

深入理解折射率及其差异

这几个折射率直接或间接表达了光的波导传输能力,具体计算略有差异。

光从真空进入介质或从介质到真空,会发生折射与反射。

折射率(绝对折射率):光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比率。

相对折射率:光从介质1射入介质2发生折射时,入射角i与折射角r的正弦之比n21叫作介质2相对介质1的折射率。

相对折射率=n1/n2

相对折射率差=(n12-n22)/(2n12

为什么提到相对折射率差,这个参数与光纤的数值孔径相关,数值孔径是表征光纤对光的收集能力的量(数值孔径不是光纤纤芯的直径)。

超过角度α就没办法传输了。所以相对折射率差大,光的收集能力强。

这也是为什么硅波导可以做小尺寸,因为小的都不耽误对光的传输。(www.xing528.com)

数值孔径NA=sin α。

有效折射率neff表示介质中的波数是真空的n倍,也叫模式折射率,与波长相关,与波导模式相关,与模板、波导结构相关,与波导损耗相关。

光纤的模板传输:

硅波导的模板传输:

它俩对接,要考虑波导结构、模板、损耗等与有效折射率相关的参数:

下表为不同材料的折射率与相对折射率差,这些是设计波导结构的基础。

要理解有效折射率,需要了解相对折射率差,相对折射率差简化方程与相对折射率成正比。这一切都与折射率(也就是材料对真空的绝对折射率)相关。

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