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(dǎo)纖維中用激光作為信息高速傳輸?shù)妮d體，要使射到粗細(xì)均勻的圓形光導(dǎo)纖維一個(gè)端面上的激光束都能從另一個(gè)端面射出，而不會(huì)從側(cè)壁“泄漏”出來，光導(dǎo)纖維所用材料的折射率至少應(yīng)為多大？

Answer 1

解析:

要保證不會(huì)有光線從側(cè)面跑出來，其含義是不管入射角多大都能在測(cè)量壁發(fā)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(guān)系就可以求出材料的折射率。

    設(shè)激光束在光導(dǎo)纖維端面的入射角為i，折射角為α，折射光線射向側(cè)面時(shí)的入射角為β，如答圖13-11所示。

答圖13-11

由折射定律：,

由幾何關(guān)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(fā)生全反射，應(yīng)有i=90°,sini=1。故

,

解得  n=,

光導(dǎo)纖維的折射率應(yīng)為n≥。