rk000000186

Волоконно-оптические элементы Приниип действия оптического волокна осноеан на полном внутреннем отра- жении луча на границе двух сред с высоким и низким показателем преломления (п, и п2) (рис. 12.10). Предельный угол и , под которым происходит полное внутрен- нее отражение луча, называется апертурным. Номинальная числовая апертура А определяется по формуле: А = 5Іп и = д/л,2 - п\ Прохождение светового луча вдоль волокна связано с определенными услови- ями (рис. 12.10). Если луч 1 падающий на торец волокна под апертурным угпом ц, уделрживается внутри волокна луч 2, падающий под углом, большим и, после пре- ломления покидает волокно. Основным элементом классической волоконной оптики (или волоконной оп- тики первого поколения) является одножильный световод - световедущая жила с высоким показателем преломления, окруженная светоизолирующей оболочкой с низким показателем преломления, причем диаметр световедущей жилы (10-20 мкм) в несколько раз превышает длину волны проходящего света (види- мая область К = 0,4-0,76 мкм). 8 этом случае показатель преломления по диамет- ру волокна резко изменяется - ступенькой (рис. 12.10 б) и закономерности рас- пространения света через световод хорошо описываются на основе принципов геометрической оптики. К основным оптическим характеристикам све- товодов относятся интегральное, спектральное светопропускание и апертура. Те же показатели характеризуют и гибкие жгу- ты волокон, которые делятся на два типа: жгуты с / у нерегулярной укладкой и жгуты с регулярной ук- 2 ладкой. Нерегулярные жгуты волокон применяют для подсветки трудно доступных, взрывоопасных мест; при передаче световой информации из од- ной точки в другую, отделенную сложными конст- руктивными элементами (по резко искривленно- му пути); для подсветки полостей холодным све- том и т.д. Гибкие жгуты регулярно уложенных волокон применяют для наблюдения труднодос- тупных мест: полостей атомных реакторов, плаз- мы, деталей турбин, моторов, 8 системах оптико- механических и оптико-электронных устройств. Особо следует отметить группу гибких медицинс- ких эндоскопоѳ на основе волоконной оптики, ко- торые разработаны для наблюдения практически всех внутренних органов человека. Рис. 12.10. Условия прохождения светового пуча вдоль волокна (а), схематическая структура опти- ческого волокна со ступенчатым (6) и градиентным (в) распреоелением показателя преломления. 328