3.6. Оптикалық сәулелену модасы
Оптикалық сәулелену модасы өз алдына оптикалық толқынды сипаттайды, ол былайша сипатталады:
Сәулелену жиілігімен;
Уақыттық және кеңістіктік когеренттілікпен;
Е векторының поляризациясымен (ТЕ немесе ТМ-модасы);
nС-n0 шекарасына fim түсуінің дискретті бұрышымен;
Модалық кванттық санмен (m);
Сынудың эффективті толқынжүргізгіштік көсеткішімен nэфф = nCsin*m;
Таралу тұрақтысымен β= k0nэфф,
3.7. Цилиндрлік диэлектрлік толқынжүргізгіштің - стеклоталшықтың (св) конструкциясы
СВ конструкциясы 3.10-суретте көрсетілген. Мұндай СВ АПП анықтаудағы баспалдақтық прфильге ие. СВ (nс) орталық бөлігінің ПВО АПП шартын қамтамасыз ету үшін АПП-ны жоғарылатады, мысалы nс = 1,48; n0 = 1,46.
3.10-сурет. Цилиндрлік толқынжүргізгіш
DC талшықтың және D0 –дің орталық бөлігінің типтік өлшемдері мынадай: DC = 50
мкм, D0 = 120 мкм.
3.8. Стеклоталшықтың номиналды сандық апертурасы
Жарықтық шоқты 3.11-суретте көрсетілгендей етіп СВ-ға бағыттау керек, шоқ 1 және 2 шеткі сәулелермен шектелген. 1-сәуле γк бұрышын құрайды. 2-сәуле СВ симметрия осінің маңайында таралады.
1-сәуле nV –nС шекарасында β бұрышы астында сынады да 3-сәулеге айналады. 3-сәулеге сәйкес келетін толқын В нүктесінде екіге ыдырайды, 4-толқын АПП = n0 ортасына α-бұрышымен сынады. 5-толқын nС-n0 шекарасынан шағылысады.
γк бұрышын критикалық деп атаймыз және оған шекті түсу бұрышы сәйкес келуін талап етеміз, ол 3.11-суретте келтірілген. Сонда сыну бұрышы α = π/2 және 4-толқын nС-n0 бөлімінің маңайында сырғыйды. А нүктесінің жанында жарықтың сынуы мынадай түрге ие: nBsinγк = nСsinβ, бұл жердегі nB – ортаның АПП-сы, одан жарық СВ шетіне түседі. АВС үшбұрышынан β = π/2 – fiпр; sinβ = cosfiпр. Бұдан nBsinγк= nСsinfiпр және
В нүктесінің маңайында nСsinfiпр = n0sinπ/2 = n0 бұдан:
3.12 және 3.13 формулаларын екінші дәрежеге шығара отыра және оларды мүшелер бойынша қосып мыаны аламыз:
3.11-сурет. Сәуленің жврық тасығышта өтуі.
3.12-сурет. Сандық апертура анықтамасы
3.14-формула А стеклоталшықтың номиналды сандық апертурасын анықтауға мүмкіндік береді.
3.11 және 3.12-суреттерге сәйекес, γ < γк кезінде В нүктесінің маңайында ПВО орын алады және жарық зигзагтәрізді траектория бойынша СВ маңында таралады. γ < γк кезінде ПВО шарты орындалмайды және 3-толқын энергиясы ақырындап тысқа (оболочка) ауыса бастайды.
3.9. Стеклоталшықта φ және γ бұрыштарының квантталуы
Егер, жарықтық шоқ 3.11-суретте келтірілгендей СВ симметрия осі бойынша өтетсе, жазықтықта СВ бойынша зигзагтәрізді таралса және СВ үшін ПВО шарты орындалса, онда 3.11-формула тәрізді көлденең резонанс мынадай түрге ие:
Бұл жердегі DC –СВ орталық бөлігінің диаметрі. 3.15-формулаға сәйкес, φ= φm бұрышы квантталған және
3.12-формула тәрізді
3.16 және 3.17-формулалардан
3.16 және 3.17-формулаларға сәйкес квантталған φ және γ бұрыштар мынаған тең:
Бұл жердегі m = 0, 1, 2, 3, ...