大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告
學(xué)院: 信息科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí): 09電科A
課題名稱 單模光纖中傳輸模式的理論分析
1、 本課題的的研究目的和意義:?jiǎn)文9饫w是最常用的通信光纖,研究其傳輸模式,是研究光通信的基礎(chǔ),本設(shè)計(jì)對(duì)其模式進(jìn)行理論分析,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。熟悉光纖的邊界條件,在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)模式的本征值方程,要求通過(guò)理論推導(dǎo)證實(shí)本征值方程的解與模式的關(guān)系,在此基礎(chǔ)上通過(guò)MATLAB進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證。由于多模光纖有強(qiáng)烈的模式色散,這個(gè)色散會(huì)嚴(yán)重限制光纖允許的最高傳輸速率和傳輸長(zhǎng)度。比如多模光纖支持的速率一般只有幾個(gè)Gbps,傳輸距離
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格走低,而其具有的傳輸距離遠(yuǎn),抗干擾強(qiáng),帶寬大等特點(diǎn)。讓其成為光纖市場(chǎng)的主流。
光波在單模光纖中傳輸模式的研究成果
光波是一種特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的電磁波,當(dāng)光在光纖中傳播時(shí),實(shí)質(zhì)上就是電磁波在介質(zhì)波導(dǎo)中的傳播過(guò)程,因此,他必須滿足麥克斯韋方程組。用波動(dòng)理論分析光纖波導(dǎo)中的波,就是求滿足邊界條件的麥克斯韋方程組的解。
當(dāng)波在幾種介質(zhì)組成的空間中傳播時(shí),根據(jù)傳播方向上電磁場(chǎng)分量又可以分為TE波、TM波、EH波和HE波。TE波又稱為橫電波,TM波又稱為橫磁波,EH波和HE波稱為混合波,在光纖中存在TE波、TM波、EH波和HE波四種波型。
2、 本課題的主要研究?jī)?nèi)容(提綱)和成果形式:
3、 (1)研究?jī)?nèi)容:
4、 從麥克斯韋方程,亥姆霍茲方程出發(fā),導(dǎo)出直角坐標(biāo)系以及圓柱坐標(biāo)系下的階躍光纖(均勻波導(dǎo))波動(dòng)方程;
5、 對(duì)階躍光纖中存在的各種模式及其截止條件進(jìn)行系統(tǒng)分析;
6、 對(duì)纖芯與包層的物理約束條件的分析,利用邊界條件求解波動(dòng)方程,獲得與各特定本征值相聯(lián)系的本征方程;
7、 4.用MATLAB軟件做出的圖形來(lái)直觀了解TEon,TMon,EHmn ,HEmn。
8、 (2)成果形式:
9、
論文形式。 10、
4、擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題:
1.直角坐標(biāo)系以及圓柱坐標(biāo)系下的階躍光纖波動(dòng)方程的推導(dǎo)
2. 利用邊界條件求解波動(dòng)方程,獲得與各特定本征值相聯(lián)系的本征方程
3. TEon,TMon,EHmn ,HEmn截止條件。
5、研究思路、方法和步驟:
研究中從麥克斯韋方程、亥姆霍茲方程出發(fā),導(dǎo)出直角坐標(biāo)系以及圓柱坐標(biāo)系下的階躍光纖(均勻波導(dǎo))波動(dòng)方程,進(jìn)而在設(shè)定物理模型條件下,通過(guò)對(duì)纖芯與包層的物理約束條件的分析,利用邊界條件求解波動(dòng)方程,獲得與各特定本征值相聯(lián)系的本征方程,最后對(duì)階躍光纖中存在的各種模式及其截止條件進(jìn)行系統(tǒng)分析,在求解模式之前對(duì)模式進(jìn)行分類,是橫模和混合模兩大類,即 模、 模、 模、 模。最后用MATLAB軟件做出的圖形來(lái)直觀了解TEon,TMon,EHmn ,Hemn。
6、本課題的進(jìn)度安排:
1.
調(diào)研兩周;
2. 理論分析五周;
3. 數(shù)值計(jì)算及分析三周;
4. 論文書寫及修改兩周;
5. 答辯一周。
7、參考文獻(xiàn):
1.《纖維光學(xué)與光纖應(yīng)用技術(shù) 》 北京理工大學(xué)出版社 遲澤英 程文 ……(未完,全文共2093字,當(dāng)前僅顯示1330字,請(qǐng)閱讀下面提示信息。
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