Question

由于激光是亮度高、平行度好、單色性好的相干光，所以光導纖維中用激光作高速傳輸信息的載體.要使射到粗細均勻的圓形光導纖維的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，那么光導纖維所用的材料的折射率至少應是多少呢？

Answer 1

假設激光束在光導纖維前端的入射角為θ₁,折射角為θ₂，折射光線射向側面時的入射角為θ₃，如圖36所示.

圖36
由折射定律有,由幾何關系θ₂+θ₃=90°,則sinθ₂=cosθ₃.又由全反射臨界角公式得sinθ₃=,故cosθ₃=.要保證從端面射入的光線都能發生全反射，應有θ₁=90°時，射到光導纖維側壁上的光線也會發生全反射.
故
得.
本題也可利用分析的方法：由圖可看出：θ₁越大，θ₂越大，而θ₂+θ₃=90°,則θ₃越小，射到光纖側壁上的光越不容易全反射，當θ₁等于90°時，此時θ₃為臨界角，此時θ₂=θ₃=45°
折射率.