Światłowody - podstawowe pojęcia i definicje - ŚWIATŁOWÓD - JEDNOMODOWY - WIELOMODOWY - GRADIENTOWY - WSPÓŁCZYNNIK ZAŁAMANIA - APERTURA NUMERYCZNA - ODBICIE - PODSTAWOWE INFORMACJE - DEFINICJE
Farnell, An Avnet Company   Przedstawicielstwo Handlowe Paweł Rutkowski   Fluke Europe B.V.  

Energetyka, Automatyka przemysłowa, Elektrotechnika

Dodaj firmę Ogłoszenia Poleć znajomemu Dodaj artykuł Newsletter RSS
strona główna BAZA WIEDZY Światłowody - podstawowe pojęcia i definicje
drukuj stronę
poleć znajomemu

Światłowody - podstawowe pojęcia i definicje

Awatar użytkownika

Kolejny fragment pracy dyplomowej. Tym razem trochę podstawowych informacji o światłowodach.

2.1 Wiadomości wstępne

Światłowód to włókno składające się z rdzenia otoczonego płaszczem, w którym odbywa się propagacja światła dzięki wykorzystaniu zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia światła. W czasie transmisji fala elektromagnetyczna propaguje przede wszystkim w rdzeniu. Głównym zadaniem płaszcza, którego współczynnik załamania jest mniejszy niż rdzenia, jest utrzymywanie światła wewnątrz włókna.

Światłowody mogą być klasyfikowane według kilku następujących kategorii:

  • ze względu na ich geometrię
    • planarne,
    • włókniste.
  • ze względu na strukturę modową
    • jednomodowe,
    • wielomodowe.
  • ze względu na rozkład współczynnika załamania (profil refrakcyjny)
    • skokowe,
    • gradientowe.
  • ze względu na rodzaj stosowanego materiału
    • szklane,
    • plastikowe,
    • półprzewodnikowe.

Ze względu na charakter pracy w dalszej części rozważane będą światłowody szklane, włókniste, wielomodowe o skokowym rozkładzie współczynnika załamania światła.

2.1.1 Prawo odbicia światła

Odbicie to nagła zmiana kierunku rozchodzenia się fali na granicy dwóch ośrodków powodująca, że pozostaje ona w ośrodku, w którym się rozchodzi. Zjawisko to zostało opisane za pomocą prawa odbicia.

Kąt odbicia θO jest równy kątowi padania θP. Promień odbity O i promień padający P leżą w jednej płaszczyźnie, zawierającej normalną do powierzchni odbijającej w punkcie padania S. Kąt padania θP zawarty jest pomiędzy promieniem padającym a normalną do powierzchni. Kąt odbicia θO zawarty jest pomiędzy promieniem odbitym a normalną do powierzchni.

Odbicie

Rys.1 Odbicie światła [12].

2.1.2 Prawo załamania fali elektromagnetycznej

Załamanie (refrakcja) to zmiana kierunku rozchodzenia się fali związana ze zmianą jej prędkości, gdy przechodzi ona do innego ośrodka. Inna prędkość powoduje zmianę długości fali, a częstotliwość pozostaje stała. Opis matematyczny tego zjawiska został sformułowany za pomocą prawa załamania światła (prawa Snella)

alt

Stosunek sinusa kąta padania θP do sinusa kąta załamania θZ jest równy stosunkowi prędkości v1 rozchodzenia się światła w ośrodku pierwszym do prędkości v2 rozchodzenia się światła w ośrodku drugim. Promień załamany Z i padający P leżą w jednej płaszczyźnie zawierającej normalną do granicy ośrodków. Kąt padania θP zawarty jest pomiędzy promieniem padającym a normalną do powierzchni. Kąt załamania θZ zawarty jest pomiędzy promieniem załamanym a normalną do powierzchni.

Zalamanie

Rys.2 Załamanie światła [12].

2.1.3 Współczynnik załamania

Współczynnik załamania światła (współczynnik refrakcji) to wielkość opisująca załamanie fali elektromagnetycznej przy jej przejściu z jednego ośrodka do drugiego. Pozwala on określić kierunek biegu promieni załamanych. Współczynnik ten zależy od stosowanych materiałów oraz od długości fali elektromagnetycznej.

Wyróżnia się:

  • względny współczynnik załamania

alt          

  • bezwzględny współczynnik załamania

alt

gdzie:

c – prędkość światła w próżni.

2.1.4 Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia

Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia występuje na granicy dwóch ośrodków przeźroczystych o różnych współczynnikach załamania światła i polega na tym, że promień P padający na granicę od strony ośrodka o wyższym współczynniku załamania pod kątem padania θP większym niż kąt graniczny θgr, nie przechodzi do drugiego ośrodka, lecz ulega całkowitemu odbiciu.

alt

Rys.3 Kąt graniczny [12].

Kąt graniczny θgr to kąt padania, przy którym kąt załamania ma miarę 90º , a promień nie wchodzi do drugiego ośrodka. Można go wyznaczyć na podstawie poniższego równania.

  alt

gdzie:

n1 – współczynnik załamania światła w rdzeniu,

n2 – współczynnik załamania światła w płaszczu.

follow us in feedly
Średnia ocena:
 
Oceń jako:
dodaj do ekspertów
REKLAMA

Otrzymuj wiadomości z rynku elektrotechniki i informacje o nowościach produktowych bezpośrednio na swój adres e-mail.

Zapisz się
Administratorem danych osobowych jest Media Pakiet Sp. z o.o. z siedzibą w Białymstoku, adres: 15-617 Białystok ul. Nowosielska 50, @: biuro@elektroonline.pl. W Polityce Prywatności Administrator informuje o celu, okresie i podstawach prawnych przetwarzania danych osobowych, a także o prawach jakie przysługują osobom, których przetwarzane dane osobowe dotyczą, podmiotom którym Administrator może powierzyć do przetwarzania dane osobowe, oraz o zasadach zautomatyzowanego przetwarzania danych osobowych.
Komentarze (7)
Dodaj komentarz:  
Twój pseudonim: Zaloguj
Twój komentarz:
dodaj komentarz
No avatar
Gość
"Ponieważ prędkość rozchodzenia się światła jest stała (w szkle wynosi około 2 108 m/s)"

Coś tu się nie zgadza z tą prędkością światła w szkle. Wynosi około 2/3 prędkości w próżni więc około 200 000 km/s
No avatar
Gość
Jasne...dla profesora wszystko jest jasno wytlumaczone :))))
No avatar
marcin009988
jeszcze jest coś takiego jak długość fali odcięcia
No avatar
Dawca
Ładnie opisane :)
No avatar
ola
no , super
No avatar
Gość
eev?
No avatar
Marek
Wszystko jest jasno i zrozumiale wytłumaczone. Gratuluję wiedzy.
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
Studenci i absolwenci Politechniki Białostockiej Studenci i absolwenci ... Grupa zrzeszająca studentów i absolwentów Politechniki Białostockiej
Po godzinach Po godzinach Po godzinach to miejsce odpoczynku, przeczytasz tu kawały, dowcipy,śmieszne historie i inne rzeczy ...
Matematyka Matematyka Grupa dla wszystkich miłośników "Matki wszystkich nauk" Dyskusje, cyferki, zdania - jednym ...
Amatorskie urządzenia energetyczne i elektroenergetyczne Amatorskie urządzenia ... Zapraszam do zbierania, prezentowania, dyskutowania nad amatorskimi rozwiązaniami energetycznymi, ...
REKLAMA
Nasze serwisy:
elektrykapradnietyka.com
przegladelektryczny.pl
rynekelektroniki.pl
automatykairobotyka.pl
budowainfo.pl