Законы геометрической оптики

Лучи от

Многомодовое границы сердцевина-оболочка.

ступенчатоеЛучи проходят расстояние

и приходят к концу линии

. Сигнал

 

Распространяется

Одномодовое Искажения сигнала

ступенчатое

Лучи распространяются

Многомодовое Скорость распро-

градиентное странения лучей, и

сигнал

При распространении по ОВ волн с малой длиной (λ→0) волна

и стремится к; условия передачи -

При длине волны λ→ d_c волна; ее поступательное движение; по ОВ передается

 

При длине волны λ ≈ d_c волна

и в ОВ устанавливается энергия по ОВ

Этот режим соответствует λ₀ = d_c и f₀ = C / d_c.

Условия передачи световых волн по ОВ:

1) λ< d_c; 2) φ _пад< φ _в (условие полного

Внутреннего отражения)

 

Очевидно, что при падении светового луча на границу раздела сердцевина-оболочка часть энергии, а часть

т.е. происходит

Чтобы световой луч из сердцевины не переходил в оболочку ОВ, должно соблюдаться

Если увеличивать φ _пад, φ _прл

При определенной величине угла падения φ _прл =, т.е.

 

Угол падения φ _пад, при котором φ _прл = 90º, называется

 

sin φ_В = → φ_В =

Связь угла падения и угла преломления определяется законом Снеллиуса:

 

 

Показатель преломления определяется из выражения:

 

, где:

с –

v –

Известно, что:

- коэффициент преломления стекла n_CT = 1,5

- коэффициент преломления кварца (ОВ) n_ОВ = 1,46

Когда свет переходит в более плотную среду (входит в ОВ), происходит

 

Френелевские потери при вводе луча в ОВ составляют

Френелевские потери при выводе луча из ОВ составляют

Общие френелевские потери –

Стекло имеет структуру; свет на этих неоднородностях. Это рассеяние. Основная причина релеевского рассеяния – наличие в кварце

а также примеси металлов и других элементов.

Рассеянный свет называют

С увеличением длины волны λ потери на релеевское рассеяние

Анализ лучевого распространения света в ОВ

Световые лучи на торце ОВ преобразуются в:

- ось ОВ;

- ось ОВ.

Если угол наклона луча к оси ОВ меньше угла полного внутреннего отражения, образуются

Если угол наклона луча к оси ОВ больше угла полного внутреннего отражения, происходит и образуются

Моды оболочки могут привести к

Относительная разность коэффициентов преломления Δ –

 

Основное количество ОВ имеют Δ =

Апертура – это телесный угол θ_A

 

θ_A

Луч

 

Обычно пользуются понятием

 

 

Эта формула учитывает лишь и не учитывает

 

Чем больше θ_A, тем θ_В.

Для ступенчатых ОВ NA =

Раздел 3. Параметры оптических волокон

Параметры передачи ОВ

К параметрам передачи ОВ относятся:

 

Коэффициент затухания характеризует

 

, где:

_с –

-

Коэффициент затухания _с складывается из нескольких составляющих:

 

где:

_Р-Р –

_ПМ –

_ИК -

_ПР –

_{Р-Р ПМ}

Моды

_ПР