Новый Эталон Килограмма
может в ближайшее время заменить устаревший платиново-иридиевый... »»»
Солнце Становится Ближе
получены изображения высокого разрешения Солнца с космической обсерватории Solar Dynamics Observatory... »»»
Человек "Искрививший" Время
биография Альберта Эйнштейна - величайшего физика создавшего "Общую теорию относительности"... »»»
Что за Очки у Будущего?
история создания, развития и будущее популярного оптического прибора... »»»
Основным теоретическим принципом связи по оптоволокну, является прохождение инфракрасного света по стеклянной трубке, как по туннелю от передатчика к приемнику. Свет, использующийся в оптоволоконной системе передачи, распространяется в спектре, близком к видимому свету, но все же инфракрасном, так как кварцевое стекло является хорошей средой передачи только для определённой области спектра. Фундаментальными физическими принципами, лежащими в основе оптической передачи сигнала по волокну являются: отражение, преломление и дифракция.
Отражение. Свет, проходящий сквозь среду, сталкивается со средой с плотностью, отличной от среды, в которой он был изначально, и частично или полностью отражается от границы этих сред.
Преломление. Луч света при переходе из одной среды в другую изменяет свое направление.
Дифракция. Луч света незначительно изменяет направление распространения в направлении препятствия. Схожее явление наблюдается, когда водная рябь сталкивается с препятствием и, огибая его, незначительно, в его сторону меняет направление.
Показатель преломления
Свет распространяется в различных средах с различными скоростями. В более плотной среде скорость распространения света ниже. Меру, имеющую отношение как к плотности материала, так и к скорости распространения света в этом материале называют показателем преломления. Для любого материала показатель преломления измеряется относительно скорости распространения света в вакууме.
Луч света, проникающий в среду с меньшим показателем преломления, будет выходить с углом, большим угла падения, а проникающий в среду с большим показателем преломления, с углом, меньшим, чем угол падения.
Вакуум - 1,0000
Воздух - 1,0002
Вода - 1,333
Расплавленный кварц - 1,452
Оптическое стекло (кронглас) - 1,517
Плотный флинтглас - 1,655
Алмаз - 2,421
Этиловый спирт - 1,360
Силоксан - 1,405
Особенности современных оптических волокон
В современном оптоволокне, несмотря на его микроскопические размеры показатель преломления не одинаковый в сердцевине и по краям. За счёт этого в сердцевине оптического волокна возникает эффект полного внутреннего отражения. То есть свет, введённый в торец световода, может пройти несколько десятков километров и за счёт модуляции донести полезный сигнал до приёмной аппаратуры.
Профиль изменения показателя преломления в волокнах различного назначения неодинаков.
В одномодовом оптоволокне диаметр светопроводящей сердцевины всего 7 - 12 микрон, и именно такое волокно используется для междугородной и международной связи. Подробней об этом оптоволокне здесь.
Многомодовое оптоволокно в настоящее время выпускается с градиентным профилем. В нём не два слоя с разными показателями преломления, а плавный переход этого показателя от середины к краю. Сетопроводящяя сердцевина в подобном волокне 50 или 62,5 микрона. Но большая сердцевина и как следствие его "многомодность" сильно сокращают расстояние передачи сигнала. Многомодовые волокна используются только для линий протяжённостью до двух километров.
