Участник:DmitriyRDS/Световод

Рис.1,Распространение света в оптическом волокне

Шнуры с оптическими волокнами используемые в системах связи

Многоволоконные световоды предназначенные для передачи изображения

Световод (оптический волновод) - закрытое пассивное устройство для направленной передачи света. В открытом пространстве передача света возможна только в пределах прямой видимости, при этом возникают потери вызванные исходной расходимостью излучения, а так-же поглощением и рассеянием в атмосфере. Световоды позволяют передавать свет по криволинейным трассам, а так-же существенно уменьшить потери энергии излучения при её передаче на расстояние.

Типы световодов

Существуют разнообразные типы световодов, основные среди них:

• Линзовые (зеркальные) световоды, представляющие собой систему заключённых в светонепроницаемый кожух и расположенных на определённых расстояниях линз (зеркал), полые металлические трубы различных сечений и прочие аналогичные конструкции (находят применение в системах дневного освещения внутренних площадей зданий). Они представляют собой систему заключённых в светонепроницаемый кожух и расположенных на определённых расстояниях линз или зеркал. На внешней стороне таких световодов (расположенной обычно на крыше здания) находится концентратор собирающий попадающий на него солнечный свет и направляющий его в световод. На внутренней стороне такого световода (внутри помещений) находится светорассеиватель равномерно распределяющий свет по всему помещению или концентрирующий его в определённом месте. Такие световоды позволяют заметно сократить расходы уходящие на освещение внутренних помещений.
• Гибкий диэлектрический волоконный световод с низкими оптическими потерями, позволяющий передавать оптическое излучение определённой длины волны на большие расстояния. Такое оптическое волокно применяется в настоящее время в связи, волоконно-оптических лазерах, волоконно-оптических усилителях и волоконно-оптических датчиках. Свет, попадающий на торец такого оптического волокна, может распространяться по нему на большие расстояния за счёт полного внутреннего отражения от боковых поверхностей. Использование световодов позволяет значительно уменьшить потери световой энергии при её передаче на расстояния, а также использовать криволинейные трассы. Используя различные легирующие примеси при изготовлении сердцевины оптического волокна создают активные оптические волокна, которые позволяют создавать оптические усилители излучения и волоконные лазеры Научно-техническое направление, занимающееся разработкой и применением оптических световодов, называется волоконной оптикой.
• Многоволоконные световоды состоящие из большого числа оптических волокон упорядоченно уложенных в пучки и сведённые с обоих сторон к единым торцам. Они позволяют передавать изображение без искажения при их изгибе по любому криволинейному профилю. Такие многоволоконные световоды используют при создании целого класса приборов обычно называемых эндоскопами. Достаточно высокая световая эффективность таких световодов позволяет использовать их и при создании осветительных систем для самих эндоскопов. При этом источник освещения располагается вне прибора, что позволяет исключить чрезмерный нагрев исследуемого объекта. Многоволоконные световоды предназначенные только для передачи световой энергии изготовляют из множества беспорядочно уложенных волокон.

Устройство волоконных световодов

В простейшем варианте световод представляет собой тонкую нить из оптически прозрачного материала, сердцевина которой имеет показатель преломления n1, а оболочка с имеет показатель преломления n2 (при этом n2 < n1). Лучи входящие в сердцевину под достаточно малыми углами к оси световода, испытывают полное внутреннее отражение на поверхности раздела сердцевины и оболочки и распространяются только по сердцевине световода.

Свет, попадающий на торец такого световода, может распространяться по нему на большие расстояния за счёт полного внутреннего отражения от боковых поверхностей. Использование световодов позволяет значительно уменьшить потери световой энергии при её передаче на расстояния, а также использовать криволинейные трассы. Научно-техническое направление, занимающееся разработкой и применением оптических световодов, называется волоконной оптикой.

См также

• Оптическое волокно
• Многомодовое оптическое волокно
• Одномодовое оптическое волокно
• Оптические волоконные кабели

Литература

• Сборник статей под ред. К.И. Блох “Световоды для передачи изображения”, Мир, 1961
• Мидвинтер Дж., Волоконные световоды для передачи информации, пер. с англ., М., 1983
• Хансперджер Р., Интегральная оптика, пер. с англ., М., 1985
• Д и а н о в Е. М., Волоконная оптика: проблемы и перспективы, «Вестник АН СССР», 1989, № 10, с. 41