折射率

鑠思百檢測(cè)可為您提供折射率檢測(cè)服務(wù)，介質(zhì)的折射率通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，有多種測(cè)量方法。對(duì)固體介質(zhì)，常用最小偏向角法或自準(zhǔn)直法，或通過(guò)邁克爾遜干涉儀利用等厚干涉的原理測(cè)出；液體介質(zhì)常用臨界角法（阿貝折射儀）；氣體介質(zhì)則用精密度更高的干涉法（瑞利干涉儀）。

折射率：表征光線偏折程度的參數(shù)（亦可理解成對(duì)光線阻力大小的參數(shù)），通常以n表示；折射率越大，光線偏折越厲害（折射定律： n1sinθ1＝n2sinθ2）；

均勻介質(zhì)中，光程=折射率*幾何路程，光通過(guò)任何介質(zhì)的光程都能等效換算成在真空中的傳播距離（真空折射率為1）；同等光程，折射率越大，光線速度越慢，走的幾何路程越短，故而對(duì)光線阻力越大；

費(fèi)馬原理：光在兩點(diǎn)之間，總是沿著光程為極值的路徑傳播；從費(fèi)馬原理可以導(dǎo)出反射定律和折射定律，這兩個(gè)定律為幾何光學(xué)的兩大支柱；

折射率的簡(jiǎn)化公式：

光在介質(zhì)中的速度不可能比真空更快，因此恒有：n>1；

常見(jiàn)物質(zhì)折射率：

通常所講的折射率默認(rèn)指波長(zhǎng)589nm黃光的折射率（又稱為D光，折射率表示為nd）；

晶體的折射率no和ne；

no和ne源于晶體的雙折射現(xiàn)象：一條入射光線生成兩條折射光線o光和e光，其偏振方向互相垂直，o光遵守折射定律，e光不遵守折射定律，兩者折射率no和ne不同；

晶體發(fā)生雙折射的本質(zhì)為其材質(zhì)的各向異性特性；

上面講的是同一波長(zhǎng)，不同介質(zhì)下的折射率；

光通信領(lǐng)域，我們更多關(guān)注的則是同一介質(zhì)，不同波長(zhǎng)的折射率；

舉個(gè)例子，激光器的光譜通常是一個(gè)范圍eg.1270~1350nm，而不是一個(gè)固定波長(zhǎng)；同一根fiber，其介質(zhì)是固定的，但是隨波長(zhǎng)不同其折射率不同，此為色散現(xiàn)象；因此我們需要關(guān)注不同波長(zhǎng)的折射率計(jì)算；

以SMF-28+的纖芯折射率計(jì)算為例：

Zemax 中查找材料的介質(zhì)參數(shù)：

將上面參數(shù)代入公式計(jì)算；

康寧提供的折射率與小熊理論換算的，曲線完全重合；隨著波長(zhǎng)增大，折射率減小；確定SMF-28+纖芯材質(zhì)為純硅；

SMF-28+   纖芯：1310nm，折射率為1.4468；

SMF-28+規(guī)格書(shū)：1310nm，折射率為1.4676（指的是纖芯和包層的復(fù)合折射率）；

包層的材質(zhì)為硅的摻雜物，可以間接換算出包層的折射率；

按照f(shuō)iber的歸一化頻率：

V=<2.405時(shí)，光在光纖中才滿足單模傳輸條件；

按此計(jì)算，n1=1.4468時(shí)，n2=1.4457;

則數(shù)值孔徑NA=0.056（3.2°）；

但康寧提供的SMF-28+的典型測(cè)量值為NA=0.14（8°）;

光在fiber的實(shí)際傳輸中，想保證單模狀態(tài)的條件遠(yuǎn)比想象中更為苛刻，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，光束的會(huì)聚角只需滿足<8°即可耦合進(jìn)fiber，但要實(shí)現(xiàn)純單模傳輸，最好控制在3.2°以內(nèi)。

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