Світлопровід
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Світлопровід

Світлопровід, світлопровід, світловий хвилевід, пристрій для направленої передачі світлової енергії. Використання для цієї мети відкритих світлових пучків в повітряному середовищі часто неефективно або неможливо; передачу на значні відстані утрудняє головним чином наявність в атмосфері випадково розподілених неоднородностей, що приводять до відхилення і розбіжності пучка. Тому застосовують С. різних типів. Одним з типів С. є лінзовий хвилевід — система увязнених в трубу і розташованих на певних відстанях (зазвичай через 50—100 м-коду ) скляних лінз, які служать для періодичної корекції хвилевого фронту світлового пучка. Як коректори можуть також застосовуватися газові лінзи або дзеркала певної форми. Найбільш перспективний тип С. — скляний волоконний С. Он є тонкою ниткою, що складається з серцевини радіусу a 1 з заломлення показником (ПП) n 1 , оточену оболонкою із зовнішнім радіусом a 2 , ПП якій n 2 <n 1 ( мал. ). При проходженні світла по волокну промені випробовують повне внутрішнє віддзеркалення на поверхні розділу серцевини і оболонки і поширюються лише по серце провині, хоча і серцевина, і оболонка виготовляються з оптично прозорого матеріалу. Залежно від призначення С. діаметр 2 а 1 складає від декількох мкм до декількох десятків мкм, а 2 a 2 від декількох десятків до декількох сотень мкм. Величини 2a 1 і n 1 /n 2 визначають число типів хвиль ( мод ), які можуть поширюватися по С. при заданій довжині хвилі світла. Вибираючи 2a 1 досить малим, а відношення n 1 /n 2 досить близьким до 1, можна добитися, щоб С. працював в одномодовому режимі. Волоконні С. знайшли широке вживання в техніці (див. Волоконна оптика ) . В найближчій перспективі відкривається можливість, застосовуючи такі С. в системах оптичному зв'язку, різко збільшити пропускну спроможність цих систем, яка може бути вище, ніж в будь-яких ін. відомих систем зв'язку; як джерела світла при цьому повинні використовуватися лазери. Найважливішою характеристикою С., призначених для подібних систем, є оптичні втрати, обумовлені поглинанням і розсіянням світла в С. До 70-м-коду рр. 20 ст створені волоконні С. з малими втратами: на довжині в 1 км. коефіцієнт пропускання складає 50%. Матеріалом для таких С. служить кварцеве скло; відмінності ПП серцевини і оболонки досягають легуванням цього скла (наприклад, бором, титаном або германієм).

загрузка...

  Волоконні С. з найнижчими втратами виготовляють таким чином. Матеріал оболонки і серцевини (чисте кварцеве скло і леговане кварцеве скло) отримують окисленням газоподібних з'єднань кремнію і легуючого елементу (наприклад, Sicl 4 і Sicl 4 +BCl 3 ) і осадженням їх з газової фази в певній послідовності (з одночасним плавленням) на внутрішню поверхню кварцевої трубки. Потім кварцеву трубку стискують і з отриманої т.ч. заготовки витягують волокно.

  Розроблені вельми перспективні волоконні С. складнішій конфігурації, наприклад багатошарові С. і С. з безперервною зміною ПП по перетину волокна. С. з розподілом ПП по квадратичному закону отримали назву селфоков.

  Літ.: Маркузе Д., Оптичні хвилеводи, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1974; Кучикян Л. М., Світлопроводи, М., 1973; Міллер, Маркатілі, Тінг Лі, Дослідження систем світлопроводів зв'язку, «Тр. інституту інженерів по електротехніці і радіоелектроніці», 1973, т. 61 №12; French W. G., [а. о.], Optical waveguides with very low losses, «Bell System Technical Journal», 1974, v. 53 № 5.

  Е. М. Діанов.

Поперечний перетин круглого оптичного волокна в оболонці.