20. Электромагнитное поле коаксиальной пары

21. Типы волоконных световодов, принцип их действия.

Наиболее широко используются: ступенчатые и градиентные волоконные световоды.

У ступенчатых световодов показатель преломления в сердечнике постоянен и имеется резких переход от n1 сердцевины к n2 оболочки, и лучи зигзагообразного отражаются от границы сердечник – оболочка. Градиентные световоды имеют непрерывное плавное изменение показателя преломления в сердцевине по радиусу световода от центра к периферии, и лучи распространяются по волнообразным траектория.

ОК имеют токи смещения. Волна распространяется не в свободном пространстве, а концентрируется в самом объёме световода и передаётся по нему в заданном направлении. Передача волны по световоду осуществляется за счёт отражений её от границы сердечника и оболочки, имеющих разные показатели преломления. Носителем передаваемой информации является лазерный луч. Передача происходит волноводным методом. Передача осуществляется за счёт многократного отражения волны от границы раздела сред.

Процесс передачи по световоду.

22. Лучевая теория передачи по световодам.

Лучи света распространяются зигзагообразно по сердечнику световода, многократно отражаясь от границы сердцевина – оболочка.

Для предотвращения перехода энергии в оболочку и излучения в окружающее пространство необходимо соблюдать условие полного внутреннего отражения. По законам геометрической оптики в общем виде на границе сердечник – оболочка будут падающий, отраженный и преломлённый лучи. При переходе из среды с большей плотностью в среду с меньшей плотностью, луч при определённом угле падения полностью отражается и не переходит в другую среду. Преломлённый луч отсутствует. Угол падения называется углом полного внутреннего отражения. Режим полного внутреннего отражения предопределяет условие подачи света на входной торец волоконного световода. Световод пропускает лишь свет, заключенный в пределах телесного угла, величина которого обусловлена углом полного внутреннего отражения. Этот телесный угол характеризуется апертурой.

Апертура – это угол между оптической осью и одной из образующих световодов конуса, попадающего в торец волоконного световода, при котором выполняется условие полного внутреннего отражения .

23. Волновая теория передачи по световодам.

Волоконный световод без потерь двухслойной конструкции.

Выражения для поперечных составляющих электрического и магнитного полей в сердечнике световода.

Выражения для поперечных составляющих поля в оболочке.

Уравнения имеют ряд решений из которых соответствует определённая структура поля – тип волны или мода.

Уравнение позволяет определить структуру поля, параметры волн и характеристики волоконного световода при различных типах волн и характеристике волоконного световода при различных типах волн и частотах.

Лучевая теория света допускает распространение по световоду большого числа лучей – всех лучей, попадающих в апертурный конус световода. По волновой теории по световоду распространяется лишь ограниченное число волн с дискретными углами. Часть промежуточных волн за счёт интерференции гасят друг друга и ослабляются.