12. Световод. Распр света в волокон световоде. Числовая апертура световода

Числовая апертура световода

Плоский угол_а с вершиной на торце сердц волокна образов-тся продол-й осью волокна и световым лучом падающий на торец волокна и до кот в сердц вып-ся реж полного внутр отраж – наз апертурным углом. Телесный угол с вершиной на торце сердц ОВ соответ плоскому апертур углу _а наз апертурой ОВ. Апертура световода выдел совокуп световах лучей падающ на торец световода от источ для кот вып-ся реж полного внутр отраж

(_п >_в) т.е. будет распр-ся по сердц световода. Лучи пад-щие на торец ОВ вне апертуры будутпреломл в оболоч _п<_в и распр по сердц не будут – реж излучен.

n₀=1 для воздуха

Числовая апертура световода

Для световодов из кварцевого стекла

14. Световоды. Плоские,волокон-е. Типы ов. Режим полного внутр-го отражения в световодах

Типы ОВ.

Констр-я ОВ

1-сердц ОВ из кварц-го стекла с показат преломл n₁=1.5 и диаметром d₁=10(50;62,5)мкм

2-оболоч ОВ из кварц-го стекла с показат преломл n₂<n₁ и d₂=125мкм

3-полимер защит покрыт с d₃=250-500мкм обеспеч-т достаточ проч-ть ОВ и его защ от внеш возд

4-световой луч. Распр по сердц ОВ путем многократ отражен от границы сердц-оболоч

Классифик-я:

-в завис от соотнош диаметра сердц ОВ d₁ и длины волны . ОВ подраздел на :

1) многомод ОВ(ММ)-у кот d₁>>. В сердц такого ОВ возбужд и распр большое кол-во световых лучей(мод)

2)одномод ОВ(ОМ)- у кот диаметр сердц соизмерим с . В сердц такого ОВ распр только одна световая мода.

-по профилю показ преломлен сердц ОВ ММ подраздел на:1)ступенч ММ(СММ) у кот показ прелом сердц n₁=const на протяж всего d₁. В ступенч волокне все моды распр с одинак скоростью но преодолев пути разн длины(распр по разн траектор) к концу волокна приход в разное время. Это обуславл искажен передав сигн.

2)градиентное ОВ(ГММ) у кот показ преломл сердц измен по парабол закону от значен n₁ в центре до знач n₂ на границе с оболоч. Переферийн моды(2) преодолев пути большей длины но и распр с более высок средней скоростью чем центр моды(1) поэтому к концу ОВ все моды придут примерно в одно время => в град ОВ передов сигн искаж в меньшей степени чем в ступенчатом

Режим полного внутр-го отражения в световодах.

в общем случае на границе сердцев и оболоч происх отраж светового луча от границы и его приломления в оболч. М\д _n,_отр,_пр существ соотнош

_отр=_n

теорема Снеллиуса

преломл светового луча в оболоч не допустимо т.к. это в конеч итоге приведет к полному рассеиванию света из серцевины в окр пространст. Из теоремы

если обеспеч n₂<n₁ то _пр>_п это значит что существ такое знач _п =_в< при кот _пр = т.е. прилом луча будет напр-но вдоль границы сердцев и оболоч. Угол падения _п =_в при кот прилом луч напр-н вдоль гран сердц- -оболоч – угол полного внутр отраж.условие эффектиф-й передачи светов луча по сердцевине световода явл _п >_в это реж полного внутр отраж. Режим _п =_в наз крайним или критич-м

15.Классификация световых волн в световоде.

В общем случае в ОВ возможно существование 3-х типов волн.

1). Направляемая волна, переносящая энергию по сердцевине ОВ

2). Вытекаемая волна, переносящая энергию по оболочке ОВ

3). Излучаемая волна, переносящая энергию из ОВ в окружающее пространство.

Направляемая волна является переносчиком информационных сигналов по сердцевине ОВ.

Направляемые волны подразделяются на 4-е типа по признаку отсутствия либо наличие продольных составляющих E_Z и Н_Z.

Вектора Е и Н раскладываются по направлению распространения:

Поперечные составляющие

Продольные составляющие

1. Поперечная электромагнитная волна (Т-волна). Векторы напряженности эл.маг. полей лежит в плоскости, перпендикулярной направлению распространения.

2. Волна класса “Е” – электрическая волна. Это волна, у которой вектор напряженности эл.поля имеет и продольную, и поперечную составляющие, а вектор напряженности маг.поля только поперечную, т.е. лежит в плоскости, перпендикулярной распространения.

3. Магнитная волна – это эл.маг волна, вектор напряженности магнитного поля которой имеет поперечную и продольную составляющую, а вектор напряженности эл. поля лежит в плоскости, перпендикулярной направлению распространения. Волна класса “Н”.

4. Гибридная волна – это волна, у которой имеются составляющие векторов напряженности эл. и маг. поля.

Гибридные волны разбиваются на два класса:

- “ЕН”, здесь

- “НЕ”, здесь

Волны классов Е и Н называют также меридианальными лучами.