Волоконна оптика, розділ оптики, в якому розглядається передача світла і зображення по светопроводам і хвилеводам оптичного діапазону, зокрема по багатожильних світлопроводах і пучках гнучких волокон. Ст о. виникла лише в 50-і рр. 20 ст
У волоконно-оптичних деталях світлові сигнали передаються по світлопроводах з однієї поверхні (торця світлопровода) на іншу — вихідну як сукупність елементів зображення, кожен з яких передається по своїй световедущей жилі ( мал. ). У волоконних деталях зазвичай застосовують скляне волокно, световедущая жила якого (серцевина) має високий показник заломлення і оточена склом — оболонкою з нижчим показником заломлення. Внаслідок цього на поверхні розділу серцевини і оболонки промені зазнають повне внутрішнє віддзеркалення і поширюються лише по световедущей жилі. Не дивлячись на безліч таких віддзеркалень, втрати в світлопроводах обумовлені головним чином поглинанням світла в масі скла жили. Коефіцієнт пропускання світлопроводів у видимої області спектру складає 30—70% при довжині 1 м-коду . Діаметр световедущих жив в деталях різних призначень складає від декількох мікрон до сантиметра. Поширення світла по світлопроводах, діаметр яких великий в порівнянні з довжиною хвилі, відбувається за законами геометричної оптики, по тонших же волокнах (порядку довжини хвилі) поширюються лише окремі типи хвиль або їх сукупності, що розглядається в рамках хвилевої оптики.
Для передачі зображення застосовуються жорсткі багатожильні світлопроводи і джгути з регулярним укладанням волокон. На вхідний торець зображення проектується об'єктивом, а на вихідному спостерігається в окуляр. Якість зображення в таких приладах визначається діаметром световедущих жив, їх загальним числом і досконалістю виготовлення. Зазвичай роздільна здатність таких джгутів складає 10—50 ліній на 1 мм , а в жорстких багатожильних світлопроводах і спечених з них деталях —до 100 ліній на 1 мм . Дефекти таких деталей, де б вони не знаходилися на довжині световедущих жив, передаються по жилах на вихідний торець і псують зображення. Це утрудняє виготовлення високоякісних деталей.
Пластини, вирізані упоперек з щільно спечених волокон, служать фронтальними стеклами кінескопів і переносять зображення на їх зовнішню поверхню, що дозволяє контактно його фотографувати. При цьому до плівки доходить основна частина світу, що випромінюється люмінофором, а освітленість на їй створюється в десятки разів більша, ніж при зйомці фотоапаратом з об'єктивом.
Числова апертура волоконних деталей зазвичай лежить в межах 0,4—1,0. Пучки світлопроводів, що звужуються, — фокони (фокусуючі конуси) — збирають на вузькому торці світловий потік, падаючий на широкий торець. При цьому на виході зростають освітленість і нахил променів. Підвищення концентрації можливе до тих пір, поки числова апертура конуса променів на виході не досягає числової апертури світлопровода. Подальше зменшення діаметру вихідного торця приводить до виходу частини променів з бічної поверхні світлопровода або ж повернення їх до широкого торця.
Ст о. застосовують майже у всіх галузях наукових досліджень. Випускають сотні типів оптичних і електронно-оптичних приладів з такими деталями. Жорсткі прямі або заздалегідь зігнуті одножильні світлопроводи і джгути з волокон діаметром 15—50 мкм застосовують в медичних приладах холодного світла для освітлення носоглотки, шлунку і т.д. У таких приладах світло від електричної лампи збирається конденсором на вхідному торці світлопровода або джгута і по ньому подається в освітлювану порожнину; це дозволяє видалити від неї лампу — джерело нагрівання. Світлопроводи із заданим переплетенням застосовні в швидкісній кінозйомці, для реєстрації треків ядерних часток, як перетворювачі сканування у фототелеграфії і телевізійній вимірювальній техніці, як перетворювачі коди і як шифрувальні пристрої. Створені активні (лазерні) волокна, що працюють як квантові підсилювачі і квантові генератори світла, призначені для швидкодіючих обчислювальних машин і виконання функцій логічних елементів, елементів пам'яті і ін. Волокна, закріплені одним кінцем (подібно до косої щітки), — септрони — дозволяють аналізувати спектри звукових частот, виділяти голоси з шуму натовпу, створювати пристрої, керівники машинами від голосових сигналів, і т.д.
Волоконні деталі виготовляються з особливо чистих матеріалів. З розплавів відповідних марок стекол витягуються світлопровід і волокно. Запропонований новий оптичний матеріал — крісталловолокно, що вирощується з розплаву. У нім світлопроводами є ниткоподібні кристали, а прошарками — добавки, що вводяться в розплав.
Літ.: Капані Н. С., Волоконна оптика, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1969; Вейнберг Ст Би. і Саттаров Д. До., Оптика світлопроводів, М., 1969.
