Компоненты волоконно-оптических систем. Белкин М.Е. - 8 стр.

                              8

статочно малых углах ввода α луч полностью отражается от этой
границы и так, посредством многократных отражений от границы
сердцевина-оболочка, распространяется внутри сердцевины све-
товода. На рисунке – это луч 1. Такие лучи называют меридио-
нальные. При превышении угла α определенного значения, когда
угол θо становится меньше критического, появляется преломлен-
ный луч 2, и часть энергии выходит в оболочку. Однако угол па-
дения на границу оболочка-воздух еще больше критического, и
луч остается в пределах световода. Теоретически он может вер-
нуться в сердцевину и стать помехой для меридиональных лучей.
В реальности – принимаются меры для его затухания еще в обо-
лочке. Такие волны называют оболочечными. При дальнейшем
увеличении угла ввода луч преломляется на границе оболочка-
воздух и выходит за пределы световода. На рисунке – это луч 3.
Такие волны называют излучаемые.
     Из предыдущего рассмотрения следует, что в световоде су-
ществует пространственный угол ввода излучения α, в пределах
которого все лучи способны распространяться в сердцевине. Этот
угол называется числовой апертурой световода NA и является
его важной характеристикой. Числовая апертура определяется из
закона Снелля и геометрических соображений как:
                      NA ≡ sin α = nc2 − no2                (3)
     Как следует из (3), апертура определяется разностью пока-
зателей преломления сердцевины и оболочки. В реальных свето-
водах обычно ∆n = nc–nо< 1%. При такой малой разнице ∆n вы-
ражение для расчета апертуры упрощается:
                          NA ≅ 2n ⋅ ∆n                      (4)
где n=(nc+no)/2. Фактически - это показатель преломления бес-
примесного кварца.

     Модовая структура оптических волн в световоде с пози-
ций волновой оптики
     Предыдущее объяснение процесса направленного распро-
странения света в волоконном световоде основывалось на зако-
нах геометрической оптики и не учитывало свойств света как