Физические основы распространения излучения в световоде

Световод (волновод) - оптический элемент, предназначенный для пространственного ограничения светового излучения, распространяющегося в заданном направлении. Форма поперечного сечения световода может быть прямоугольной, квадратной, круглой, эллиптической и т. п. Наибольшее распространение получили световоды с круглым и эллиптическим сечениями. Световоды, представляющие собой тонкие стеклянные или кварцевые нити, часто называют оптическими волокнами.

По волокну могут распространяться меридиональные лучи (лучи, пересекающие ось волокна) и косые лучи (не пересекающие ось). Полное рассмотрение теории распространения света в волноводах достаточно сложно и трудоёмко [1, 2].

Согласно закону преломления света на границе раздела двух диэлектрических прозрачных сред (рисунок 1)

, (1)

где nос - показатель преломления среды, контактирующей с входным торцом световода; nс - показатель преломления сердцевины световода.

Распространение излучения в световоде основано на явлении полного внутреннего отражения (ПВО) на границе сердцевины и оболочки.

ПВО осуществляется, если свет отражается от оптически менее плотной среды (nc > nо) и если угол падения на границе раздела превышает критическое значение

(2)

При полном отражении интенсивность отражённого луча равна интенсивности падающего.

Рисунок 1 - Схема распространения лучей света в световоде

Более полное рассмотрение явления ПВО показывает, что происходит проникновение световой волны во вторую среду (явление нарушенного полного внутреннего отражения - НПВО).

Прочтите также:

Основы проектирования AWG
Известно, что оптическое волокно является средой, которая позволяет передавать огромные потоки информации. В первое время для деления громадной полосы пропускания отдельного волокна на ...

Разработка системы управления ГАП (РТК), механообработка
Сегодня можно с уверенностью утверждать, что направление технического перевооружения производства на основе гибкой автоматизации всех его процессов получило всеобщее признание в машиност ...

Распространение радиоволн
Для передачи сигналов от передающей антенны к радиоприёмной антенне в качестве линий передачи энергии часто используют естественную среду. Линию передачи при этом называют ...

Основные разделы

2019 © Все права защищены! >> www.techeducator.ru