Question

由于激光是亮度高、平行度好、單色好的相干光，所以光導纖維中用激光作為信息高速傳輸的載體.要使射到粗細均勻的圓形光導纖維一個端面上的激光束都能從另一個端面射出，而不會從側壁“泄漏”出來，光導纖維所用材料的折射率至少應為多大？

Answer 1

解析：要保證不會有光線從側面跑出來，其含義是不管入射角多大都能在側壁發生全反射，令入射角等于90°，再由折射定律和全反射臨界角公式、幾何關系就可以求出材料的折射率.

答案：設激光束在光導纖維端面的入射角為i，折射角為α.折射光線射向側面時的入射角為β，如圖13-8-2所示.

圖13-8-2

    由折射定律：n=

    由幾何關系：α+β=90°

sinα=cosβ

    由全反射臨界角的公式：sinβ=

cosβ=

    要保證從端面射入的任何光線都能發生全反射，應有i=90°，sini=1.故

n====

    解得n=

    光導纖維的折射率應為n≥.