СВЕТОВОД

Элемент оптической системы, служащий для направленной передачи (канализации) света. В открытом пространстве передача световой энергии возможна только в пределах прямой видимости и связана с потерями, обусловленными начальной расходимостью излучения, поглощением и рассеянием в атмосфере. Переход к С. позволяет значительно уменьшить потери световой энергии, а также передавать световую энергию по криволинейным трассам. По конструкции различают С. линзовые, волоконные, пленарные, полосковые (нередко наз. канальными) и др. Линзовый С.- система последовательно расположенных линз, заключённых в трубу. С помощью линз осуществляется периодич. коррекция волнового фронта светового пучка.

В качестве корректоров могут также применяться зеркала определённой формы. Волоконный С. представляет собой тонкую гибкую нить (волокно) из оптически прозрачного материала (например, стекла), внутр. часть которой (сердцевина) имеет повышенный по сравнению с наружной показатель преломления. Поэтому распространяющиеся в нити лучи (при достаточно малых углах между лучом и осью нити) испытывают полное внутреннее отражение на границе раздела сердцевины и наружной части (оболочки), в результате чего они локализуются в сердцевине и наружу не выходят. На явлении полного внутр. отражения и основана направленная передача света в волоконных С. При толщинах световедущего слоя, сравнимых с длиной световой волны, оптич. излучение распространяется по С. в виде ограниченного набора волн, имеющих (как и в волноводе) определённые, зависящие от параметров С., поперечные распределения электрич. и магн. полей. Соответствующие этим полям типы волн наз. модами (см. Мода колебаний). С., у которого толщина световедущей жилы сравнима с длиной световой волны, наз. также оптическим волноводом. Выбирая диаметр сердцевины и разность показателей преломления достаточно малыми, можно добиться, чтобы С. работал в одномодовом режиме.

Для изготовления волоконных С. используют разл. методы, например метод двойного тигля, состоящий в вытягивании волокон из расплавов двух разнокомпонентных стёкол, помещённых в разные тигли (причём один из тиглей вложен в другой), метод вытягивания из преформ - предварительно выполненных заготовок в виде стеклянного стержня или трубы, часто имеющих сложное распределение показателя преломления по сечению. Снаружи волоконный С. может быть покрыт защитной оболочкой, обычно полимерной.

Пленарный С. представляет собой тонкую (порядка длины световой волны), прозрачную световедущую плёнку, нанесённую на однородную подложку. Как и в волоконном С., показатель преломления световедущей плёнки больше, чем показатель преломления подложки и среды над С. Световая волна в таком С. распространяется в процессе многократных полных отражений от его стенок. Для изготовления пленарных С. используют методы напыления стекла или др. материала на подложку, плазменной полимеризации, центрифугирования и осаждения, ионной имплантации (подложка бомбардируется ионами 1.1, Т|, В, Не и др. или протонами), жидкостной, газовой и молекулярной эпитаксии и др. Полосковый С. сходен по виду с пленарным, но, в отличие от последнего, соизмерим по ширине с длиной световой волны. Планерные и полосковые С. часто наз. интегральн о-о птическими волноводами.Наиболее перспективные типы С.- волоконные, пленарные и полосковые. Волоконные С. применяются в волоконно-оптических линиях связи, линиях передачи мозаичных изображений по жгуту С. (часто наз. многожильным С.), линиях передачи мощного оптич. излучения при лазерной обработке материалов в труднодоступных участкех (в технике, медицине), оптических процессорах, датчиках разл. физ. полей и т. д. (см. также Волоконная оптике). Планерные и полосковые С. получили распространение главным образом в системах интегральной оптики, устройствах для обработки оптич. информации, миниатюрных источниках оптич. излучения, модуляторах свете. К важнейшим херектеристикем С. текого незнечения относятся величина оптич. потерь и полоса пропускания.

В совр. кварцевых С. потери минимальны на волне 1,55 мкм и составляют 0,2 дБ/км, в С. на основе поликристеллов бромистого и бромиодистого теллия - не волне 4-5 мкм и достигают 0,01 дБ/км. Полоса пропускания типичных С. со ступенчатым профилем показателя преломления по сечению составляет 20- 70 МГц-км для многомодовых и 1-3 ГГц-км для одномо-довых; у С. с плавным (градиентным) профилем покезателя преломления полоса пропускания обычно лежит в пределах 400-1200 МГц-км. Области макс, прозрачности и макс, ширины полосы пропускания для одномодовых волоконных С. на основе кварцевых стёкол соответствуют диапезону длин волн 1; 1-1,6 мкм.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.