Конструкция отдельно взятого оптического волокна достаточно проста. Сердечник из оптически более плотного материала окружен оболочкой с меньшим коэффициентом

1. Введение Волоконная оптика - раздел оптики, рассматривающий распространение электромагнитных волн оптического диапазона по световодам - оптическим волокнам. Конструкция отдельно взятого оптического волокна достаточно проста. Сердечник из оптически более плотного материала окружен оболочкой с меньшим коэффициентом преломления и все это покрыто защитной оболочкой (рис.1). Оптическое волокно - типичный диэлектрический волновод электромагнитных волн. К огда поток света пересекает границу раздела двух сред с показателями преломления n1 и n2 то, как известно, наблюдаются два явления: преломление и отражение. Если световой поток пересекает границу раздела со стороны оптически более плотной среды, то угол преломления больше угла падения. С ростом угла падения преломленный луч будет прижиматься к границе раздела. И, наконец, при определенном угле падения, называемом критическим, преломленный луч начнет скользить вдоль поверхности раздела. При углах падения, больших критического, преломленный световой поток отсутствует (в идеализированном случае), поверхность раздела приобретает свойства зеркала - вся переносимая лучом энергия остается в отраженном потоке. Это явление носит название полного внутреннего отражения (рис.2). На эффекте полного внутреннего отражения построены все оптические волокна. Условно оптическим волокном называют световоды, диаметр которых менее 0.5 мм. Традиционные проводные линии, коаксиальные кабели, СВЧ волноводы - все они требуют дорогих и дефицитных материалов, по меньшей мере, меди. Для изготовления стекловолокна нужны окислы кремния - самые распространенные на Земле вещества. Волокна из прозрачных пластиков также почти не нуждаются в редких материалах. Таким образом, источники сырья для производства световолокон практически не ограничены. К этому следует добавить, что по диаметру оптические кабели существенно меньше металлических. Материалы оптических кабелей не подвержены коррозии и экологически безопасны. Волоконно-оптические кабели не восприимчивы к помехам со стороны электромагнитных полей радиодиапазонов, и сами не создают таких помех. Поэтому в плане электромагнитной совместимости - это идеальные средства передачи информации. Столь же совершенны они и по электробезопасности, поскольку переносимые в них мощности очень малы. Для того чтобы передать свет на некоторое расстояние необходимо сохранить его мощность. Снизить потери при его передаче можно, во-первых, обеспечив достаточно оптически прозрачную среду распространения, тем самым, сведя к минимуму поглощение волны, и, во-вторых, обеспечить правильную траекторию движения луча. Первая задача в настоящее время решается с помощью применения высокотехнологичных материалов, таких как чистое кварцевое стекло. Вторая задача решается с помощью закона оптики, описанного выше. И сердцевина, и оболочка изготавливаются из стекла или пластика. Наиболее часто (вследствие лучших характеристик) используется оптоволокно типа "стекло-стекло", когда сердцевина и оболочка изготавливаются из особого кварцевого стекла. Понятно, что стекло, используемое для оболочки, должно иметь меньший показатель преломления, чем для сердцевины. Показатель преломления стекла регулируется с помощью легирующих добавок. В оптических волокнах показатели преломления сердцевины и оболочки различаются на величину порядка 1%. Затухание в световоде, то есть потеря мощности светового сигнала происходит, в основном, по двум причинам: поглощение и рассеивание. Поглощение связано с возбуждением в материале световода электронных переходов и резонансов. В результате этого увеличивается тепловая энергия, накапливаемая в оптическом волокне. Поглощение зависит как от свойств материала, из которого изготавливается оптоволокно, так и от длины волны источника света. Рассеивание меньше зависит от свойств материала и, в основном, определяется нарушением геометрической формы оптического волокна. Следствием этих нарушений является то, что часть лучей покидает оптоволокно. Интенсивность рассеивания зависит не только от качества материала, из которого изготавливается сердцевина волокна, но и от качества оболочки, так как часть сигнала, вопреки геометрической оптики, распространяется в ней (это явление связано с квантовой природой света). Бороться с этим можно за счет нанесения на оболочку поглощающего покрытия. Гибкие жгуты волокон используются для передачи изображения и света по протяженному каналу. Область применения - медицинские и технические эндоскопы, предназначенные для визуального наблюдения внутренних органов человека и животного, а также при осмотре деталей конструкций, находящихся в труднодоступных местах (например, двигатели самолетов и автомобилей).

Похожие:

	Реферат Волоконно-оптический соединитель содержит первую и вторую... Технический результат снижение уровня потерь мощности, возникающих из-за недостаточно плотного контактного или сварочного соединения,...		Реферат Изобретение относится к волоконно-оптической технике и может... Место стыка частей закреплено снаружи накидной гайкой. Технический результат повышение эксплуатационной надежности, герметичность...
	Вопросы к зачету по дисциплине Колеса и шины: назначение и конструкция колес, конструкция и маркировка шин, конструкция узлов крепления запасного колеса		Экономика организаций Цель курса – дать системные знания о деятельности организаций в современных условиях, изучить, как в рамках каждого отдельно взятого...
	Не будь тебя, что было бы с Россией… Родина дает человеку корни, язык, воспитание, мировоззрение. Поддаются ли объяснению те чувства,которые поднимаются в душе человека,...		Реферат Изобретение относится к оптическому соединителю. Устройство... Оптический соединитель термически сбалансирован для работы в температурном диапазоне шириной по меньшей мере 100°C. Технический результат...
	«как ткани ткут и нити прядут» цели урока Обучающие : Научить классифицировать волокна растительного и животного происхождения. Дать понятия определениям ткань, нити, волокна....		Реферат Изобретение относится к устройствам волоконно-оптических... Технический результат повышение ударной и вибрационной стойкости и степени герметизации волоконно-оптического соединителя с сохранением...
	В письменном виде реферат составляется на основе одного или нескольких... ...		Маоу, гимназия № Тема урока. Системы оптического распознавания документов. ( 7 Системы оптического распознавания документов)
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Малоподвижный ребенок владеет меньшим объемом двигательных навыков, ему свойственен более низкий уровень двигательных качеств. Дети...		Евро: возможные перспективы Но я постараюсь рассмотреть наиболее вероятные тенденции влияния евро на мировой рынок и на отдельно взятые страны в отдельности...
	Рабочая программа дисциплины При количестве выпускающих кафедр более 6 достаточно одобрения методических советов институтов, включающих выпускающие кафедры		Сложное слово – это слово, образованное сложением двух или более... Предлагаемые приемы обработки материала – моделирование игровых ситуаций, сознательное творчество. Предложенные темы упражнений в...
	Философия фотографии: образ история – аффект Петровская Е. В., к... Целью курса является формирование критической позиции в отношении предмета рассмотрения, попытка подойти вплотную к ответу на вопрос...		Меня уже давно просили сделать доброе дело и написать не заумные... Идея данного описания проста мы с вами, будем постепенно (по шагам) строить некий сайт (например домашнюю страничку). При этом я...