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7. 光在漸變型折射率分布POF中的傳輸
　? 對(duì)于漸變型折射率GI POF，同樣有子午線和斜光纖，這種光纖折射率并不是一恒定常數(shù)，而是隨著離軸距離的增加而折射率下降，其漸變折射分布圖參見如下；拋物線型折射率分布光纖具有較小的模式色散的特點(diǎn)，漸變折射分布有多種形式，當(dāng)折射率分布按二次方拋物線分布時(shí)，子午線在光纖中的傳播路徑為正弦曲線型，參見下圖，斜光纖的傳播路徑為螺旋曲線，漸變型折射率POF多用于短距離數(shù)據(jù)傳輸，用于光纖照明較少。
　? 這種光纖傳輸?shù)募す饽芰糠植冀咏?/FONT>Gauss分布，即在光纖軸附近具有更高的光能量密度，也就是說激光能量更為集中，其傳輸?shù)募す夤β拭芏龋ɑ蚍Q激光強(qiáng)度）I可認(rèn)為與纖芯直徑α的平方成正比。若保持光纖傳輸?shù)募す夤β什蛔兊脑�，減小光纖芯徑即減小傳輸激光能量的光纖纖芯的橫截面面積，則光纖傳輸?shù)募す夤β拭芏葘⒃黾?/FONT>[5]，當(dāng)光在這種GI POF傳輸時(shí)，可以說是一種極低能量的傳輸，亦滿足如上所述的公式。
8．側(cè)面發(fā)光POF的傳光原理
　 側(cè)面發(fā)光POF是指光在光纖傳輸過程中，不僅將傳輸光從光纖的入射端面?zhèn)鬏斨脸錾涠嗣妫�而且還有一部分光從光纖包覆層透射出來，從而形成光纖側(cè)面發(fā)光的現(xiàn)象，這種光纖被稱為側(cè)面發(fā)光POF,其傳光示意圖如下，其實(shí)質(zhì)是傳輸光有一部分從光纖側(cè)面泄漏出，是一種光散射的結(jié)果，對(duì)于單芯側(cè)面發(fā)光POF多是由非固有損耗產(chǎn)生的，而對(duì)于多芯側(cè)面發(fā)光POF則是由于彎曲損耗產(chǎn)生的。
　? 側(cè)面發(fā)光POF最顯著的特征是側(cè)面發(fā)光，據(jù)Janis Spigulis等人[5].推算，側(cè)面發(fā)光POF的側(cè)面發(fā)光強(qiáng)度是隨其長(zhǎng)度的增加而呈指數(shù)性下降的，同于普通光纖光傳輸方向的發(fā)光強(qiáng)度是隨其傳輸長(zhǎng)度的增加呈指數(shù)下降，在作出如下假定后而得出的結(jié)論：
8.1 側(cè)面發(fā)光的原理僅被認(rèn)為是由于光纖芯傳輸輻射引起的。
8.2 所有最初的側(cè)面散射光沒有損耗穿透光纖圓形表面，其結(jié)果是均勻地傳輸至光纖外表面。
側(cè)面發(fā)光POF在長(zhǎng)度為X米處的發(fā)光強(qiáng)度Is(x)可用如下公式表示：
Is(x)=Aexp(-kx) （24）
其中 K為側(cè)面發(fā)光系數(shù)，單位m-1，常數(shù)A可用如下式表示：
A=(4π)-1I。(expk-1) （25）
其中I。是側(cè)面發(fā)光POF光輸入強(qiáng)度。
因此在實(shí)際使用過程中，為保證側(cè)面發(fā)光POF側(cè)面發(fā)光強(qiáng)度的均勻性，通常限制側(cè)面發(fā)光POF的使用長(zhǎng)度，并且在側(cè)面發(fā)光POF的兩端皆設(shè)置相同功率的光源或者一端設(shè)置全反射鏡或反光膜，當(dāng)然前者在更長(zhǎng)的使用長(zhǎng)度上保證光纖側(cè)面發(fā)光的均勻性，選用雙光源的側(cè)面發(fā)光POF在某一處的發(fā)光強(qiáng)度IS2(x)可用如下公式（26）計(jì)算。

IS2(x)=A{exp(-kx) exp[-k(L-x)]} （26）

其中L為側(cè)面發(fā)光POF總長(zhǎng)度。

　 選用全反射鏡計(jì)算的側(cè)面發(fā)光POF強(qiáng)度可用如下公式計(jì)算, 側(cè)面發(fā)光POF的發(fā)光強(qiáng)度和距離的關(guān)系參見如下圖。
ISR(x)=A{exp(-kx) Rexp[-k(2L-x)]} ………（26）
其中R為鏡面反射率。

　 因存在光傳輸損耗，側(cè)面發(fā)光的亮度將隨著與光源距離的增大而減小，為使光纖單位長(zhǎng)度內(nèi)的亮度接近一致，可對(duì)單端光源的光纖按長(zhǎng)度進(jìn)行刻痕處理，隨光纖長(zhǎng)度遞增，刻痕間距遞減。在實(shí)際使用過程中，當(dāng)側(cè)面發(fā)光POF的使用長(zhǎng)度在30m以下時(shí)，多配用一臺(tái)150W金鹵燈光源，另端配用反光鏡或反光膜；當(dāng)側(cè)面發(fā)光POF的使用長(zhǎng)度在30～60m之間時(shí)，多配用兩臺(tái)150W金鹵燈光源，以保證側(cè)面發(fā)光POF的側(cè)面發(fā)光的均勻性，下圖為實(shí)測(cè)三根直徑為14mm的側(cè)面發(fā)光POF側(cè)面光照度示意圖，可以看出當(dāng)選用一臺(tái)150W金鹵燈光源時(shí)，1.5m處POF側(cè)光照度為800lx左右，而60m處的照度不到20lx，照度計(jì)測(cè)試時(shí)離光纖的表面距離為2.5cm。

9．熒光POF的傳光原理
　 熒光POF就是在POF芯材中摻入一定量的熒光劑制備而成的POF，這種POF經(jīng)過特定波長(zhǎng)的光照射后，將發(fā)出特定波長(zhǎng)的光，其原理比較復(fù)雜，可簡(jiǎn)單認(rèn)為基態(tài)分子中成鍵電子吸收光后激發(fā)，然后單線態(tài)分子返回到基態(tài)，即發(fā)出熒光。熒光POF 按折射率分布結(jié)構(gòu)分類，可分為熒光SI POF 和熒光GI POF，摻雜有機(jī)染料的POFA最重要特性是在寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)提供高功率輸出。熒光POF的傳光原理示意圖如下，它滿足一般的SI 型光纖的傳光特性，但入射光的波長(zhǎng)不同于出射光的波長(zhǎng)。

　 熒光POF還有另一種傳光方式，這就是入射光可從側(cè)面照射熒光POF，出射光從光纖兩端面出射，當(dāng)然入射光的波長(zhǎng)不同于出射光的傳輸波長(zhǎng)。

　 熒光材料的光特性主要依賴于基質(zhì)材料，熒光POF增益放大特性同泵浦波長(zhǎng)、熒光POF長(zhǎng)度及所用摻雜劑和濃度有關(guān)。所謂增益G是指POF輸出信號(hào)光功率Pout與輸入光功率Pin之間的一種比值。

10 . 結(jié)語
　 POF之所以能傳光是因?yàn)楣饫w具有芯皮結(jié)構(gòu)，光在POF中傳輸是按全反射原理進(jìn)行傳光的，光在SI POF中的傳輸方式為全反射式鋸齒型，光在GI POF中的傳輸方式為正弦曲線型；同時(shí)為了簡(jiǎn)化計(jì)算，選用子午線進(jìn)行了參數(shù)計(jì)算，子午線就是光線的傳播路徑始終經(jīng)過光纖軸并在同一平面內(nèi)，這些參數(shù)計(jì)算包括最大入射角或發(fā)射光角度、數(shù)值孔徑、子午線在階躍型光纖中的幾何行程及反射次數(shù)；側(cè)面發(fā)光POF和熒光POF也是按全反射原理進(jìn)行傳光的，對(duì)于單芯側(cè)面發(fā)光POF多是由非固有損耗導(dǎo)致側(cè)面發(fā)光，而對(duì)于多芯側(cè)面發(fā)光POF則是由彎曲損耗產(chǎn)生側(cè)面發(fā)光的。熒光POF經(jīng)過特定波長(zhǎng)光激發(fā)后發(fā)出特定波長(zhǎng)的光，而且激發(fā)光不僅可從端面入射，而且可從側(cè)面入射。

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