論文開題報(bào)告：?jiǎn)文９饫w中傳輸模式的理論分析

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。收藏《論文開題報(bào)告：?jiǎn)文９饫w中傳輸模式的理論分析》）