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:

Освоение метода измерения давления с помощью тензорезистивного датчика
В аэродинамических исследованиях иногда необходимо вводить контролируемые возмущения в поток. Одним из способов введения возмущений является высокочастотный электрический тлеющий разряд ...

Система сбора и обработки информации
Бурное развитие науки и промышленности, неудержимый рост объемов поступающей информации привели к тому, что человек оказался не в состоянии воспринять и перерабатывать все, ему предназн ...

Расчёт оборудования областного узла сети документальной электросвязи (ДЭС)
В курсовой работе необходимо спроектировать областную сеть ДЭС, привести её структуру и описание. Рассчитать оконечные и внутритерриториальные участки, потоки через ЦКС, оборудовани ...

Основные разделы

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