Распространение оптического излучения в волокне

Числовая апертура и моды оптического волокна

В основе волоконно-оптической связи лежит явление полного внутреннего отражения электромагнитных волн на границе раздела диэлектриков с разными показателями преломления. Оптическое волокно состоит из двух элементов - сердцевины, являющейся непосредственным световодом, и оболочки. Любые допол­нительные покрытия (оболочки) являются защитными. Показатель преломления сердцевины несколько больше показателя преломления оболочки, благодаря чему луч света, испытывая многократные переотражения на границе сердцевина - оболочка, распространяется в сердцевине, не покидая её. Показатель преломления сердцевины обозначают n ₁, а показатель преломления оболочки - n ₂. Это важные пара­метры и мы рассмотрим их ниже. Когда жила ОВ спроектирована так, что n ₁> n ₂, то структура: сердцевина-оболочка, ведет себя как волновод. Квар­цевое стекло (SiO₂) является основным материалом, как для сердцевины, так и оболочки. Для подгонки нужных значений показателя преломления используются легирующие примеси, такие как бор или германий.