Оптическое волокно пучок

Рис. 7.7-8. Волоконно-оптический сенсор для измерения поглощения света в растворе пробы. Световод состоит из одного волокна или из пучка волокон.

Хотя в качестве каналов связи для передачи цифровых данных оптические волокна используются относительно недавно, популярность их постоянно растет. Передача данных с помощью света через оптическое стекло или пластмассовые волокна обладает рядом принципиально важных преимуществ по сравнению с передачей данных через обычные электрические провода. К числу наиболее важных преимуществ относятся большая ширина полосы пропускания сигнала, электрическая изоляция, отсутствие перекрестной наводки, устойчивость к помехам, малая удельная масса, малый объем кабеля. Типичная система передачи данных через оптические волокна состоит по меньшей мере из одного передатчика, волоконно-оптического кабеля (с соответствующими разъемами по линии и на ее конце) и приемника. Выпускают кабели в нескольких различных видах, например в виде одиночной нити или пучка волокон (рис. 7.7). [c.298]

Создание,оптического волоконного элемента любого назначения связано с выполнением ряда общих технологических операций выработки оптического волокна, его регулярной укладки (параллельной или по заданному закону) в пучки, скрепления волокон между собой в пучках и оптико-механической обработки оптических поверхностей волоконных элементов. [c.29]

Методы пространственного разделения. Как уже отмечалось при описании характеристик оптических волокон, выходящий из оптического волокна пучок в той или иной степени сфокусирован в зависимости от источника света и апертурного числа оптического волокна. Это свойство можно успешно использовать при независимом мониторинге отдельных компонентов системы, если один из них иммобилизован вне поля зрения оптического волокна. На рис. 32.4,а показано устройство биосенсора, в котором эта задача решена. [c.508]

Оптические волокнистые пучки представляют собой гибкие прозрачные волокна из кварца (для УФ-области) и синтетических полимеров (для видимой области) и предназначены для транспортирования света в отдаленные части приборов или экспериментальных приспособлений. Пропускание зависит от полного внутреннего отражения от стенок (рис. 10.12). [c.158]

Рамановская спектроскопия гораздо более приспособлена к использованию оптоволоконной технологии, чем инфракрасная спектроскопия. Разработаны оптоволоконные зонды для измерения рассеяния света и люминесценции. При использовании лазера в качестве источника света эти устройства можно применять и для реализации метода рамановской спектроскопии. Эти датчики состоят из оптоволоконного пучка и оптического окна в конце волокон. В пучке оптические волокна распределены таким образом, что в центре находится одно-единственное волокно, по которому идет свет от источника, и несколько других сходных волокон по краям пучка собирают рассеянный пробой свет (рис. 16.4-4). Этот тип распределения волокон обеспечивает максимальную эффективность сбора рассеянного излучения. Линзы обычно фокусируют свет от [c.660]

Рис. 7.7. Типы оптического волокна одноволоконный кабель (а) и пучок волокон (б).

Рассмотрим три типа мультиплексной передачи сигналов через оптическое волокно. Электронная параллельно-последовательная передача (или мультиплексная передача с временным, разделением каналов) приемлема для передачи большого числа сигналов в последовательном формате. При другом подходе-каждый пучок оптических волокон можно разделить так, чтобы каждая группа волокон образовывала отдельный канал для, параллельной передачи данных. Одиночное волокно может слу- [c.305]

Создание жестких оптических волоконных элементов (планшайб для ЭЛТ, фоконов), кроме описанных выше операций выработки оптического волокна, его регулярной укладки в пучки и скрепления волокон у торцов пучка, требует скрепления волокон между собой по всей длине, а при формовании фоконов — растяжения пучка для придания волокнам конической формы (см. статью Формование жестких конических волоконных световодов для передачи изображения ). При этом большое значение имеет температура спекания для данного состава стекла, изменение распределения температур в спекаемой заготовке во времени, материал формы для опрессовки при спекании, создаваемое давление, скорость вытягивания пучка при заданной температуре и др. Очень важной характеристикой волоконных планшайб для электроннолучевых трубок является их вакуумная плотность. В заготовке для планшайб диаметром 100 мм из волокон диаметром Ов = 20 мкм имеется более чем 25-10 воздушных каналов. [c.32]

Оптические волокна в пучке должны иметь одинаковые диаметры, а также сохранять постоянный диа- д метр жилы и толщину оболочки. [c.39]

I, 2 —ролики 3—рычаг 4 —центр вращения ролика 2 5—оптическое волокно 6 — планка 7 — пружина 8 —зеркало 9 — неподвижное зеркало /О—световой пучок —горизонтальная щель К —источник света /3 — треугольное отверстие /4 — фотоэлемент /5 —изображение щели. [c.46]

На рис. 1 показан способ получения жесткого конического волоконного световода для передачи изображения. Большое число оптических волокон 1 уложены параллельно в пучок 2. Каждое волокно состоит из световедущей жилы из оптического стекла с относительно высоким показателем преломления (флинт) и оболочки из стекла с относительно низким показателем преломления (крон или известково-натриевое стекло). Пучок 2 закрепляется в устройстве 4. Нижний конец пучка разогревается в кольцевом нагревателе 3 до температуры спекания и оттягивается вниз. Одновременно воздух или другие газы удаляются из пространства меж ду волокнами пучка через противоположный торец пучка. [c.62]

Таким образом, в обоих случаях минимальное проникновение света через боковую поверхность оптического волокна с П1/П2 — = 1,1 наблюдается при толщине оболочки 6 = 1,2—1,5 мкм. Эта величина, очевидно, является в данном случае минимальной, ис-> ходя из того, что определение толщины оболочки проводилось световым конусом с углом а/2 = 5°. При передаче световой энергии более широкими пучками толщина оболочки оптического волокна должна быть больше. [c.78]

При освещении входного торца планшайбы параллельным пучком лучей под углом к ее оси наблюдается изменение формы выходящего светового потока и перераспределение энергии в нем (рис. 13). Если исходить из представлений геометрической оптики, это можно объяснить характером распространения лучей света в оптическом волокне (рис. 14). [c.88]

Рис. 13. Фотография сечений Рис. 14. Изменение формы светового по-световых пучков на выходе из тока пучка параллельных лучей, падающих планшайбы при падении парал- на входной торец оптического волокна под лельного пучка лучей на ее углом к его оси ифО.

На рис. 15 представлена индикатриса распределения световой энергии, выходящей из планшайбы, для случая падения лучей на входной торец ее под углом ы = 10°. Индикатриса получена фотометрированием пластинки с изображением кольца (см. рис. 13, а). Угол раствора конуса составляет 20—24°, что полностью соответствует картине распространения лучей в оптическом волокне (см. рис. 14), если учесть, что допустимый угол расхождения пучка параллельных лучей, падающий на входной торец планшайбы, составлял приблизительно 5°. [c.89]

Поэтому при рассмотрении волноводных свойств одиночного оптического волокна, а также пучка регулярно уложенных оптических волокон, диаметр световедущих жил которых соизмерим с длиной световой волны, приводятся некоторые результаты отечественных разработок, важных в практическом отношении. [c.156]

Электромагнитное поле, распространяющееся вдоль оптического волокна, сосредоточено не только в жиле, но и в его оболочке. Поэтому возможно значительное взаимодействие полей соседних оптических волокон, если их жилы идентичны и близко расположены. При этом, если поле возбуждено в одном волокне из пучка волокон, то существующая между ними электромагнитная связь приводит к перекачке энергии по мере распространения волн вдоль пучка волокон из возбужденного волокна в соседние. Наличие связи между волнами, распространяющимися вдоль волокна оптического волоконного элемента, может приводить к существенному снижению его частотно-контрастной характеристики. [c.170]

Приведенные общие теоретические исследования и расчетные данные не дают полного представления о характере распространения световой, энергии по оптическим волокнам в пучках волокон. Поэтому необходимо широкое проведение экспериментальных исследований волноводных явлений как в отдельном оптическом волокне, так и в пучках волокон, образующих оптические волоконные элементы, с целью определения факторов, влияющих на их оптические характеристики. [c.177]

При изучении связи волн в параллельных оптических волокнах сначала рассматривается задача связи двух волокон. Используя описанный выше метод, получают систему дифференциальных уравнений первого порядка для амплитуд различных типов волн в обоих волокнах. Решение указанных уравнений показывает, что в результате связи волокон возникает периодическая перекачка энергии из одного волокна в другое и обратно при условии, что волокна имеют одинаковые постоянные распространения. Если постоянные распространения слегка различны и волокна удалены относительно друг друга, то будет наблюдаться небольшая перекачка энергии. Дифференциальные уравнения могут быть также распространены на пучки параллельных волокон. Получить решение в общем виде трудно, но для частного случая линий из бесконечного числа идентичных волокон может быть получено решение для амплитудных значений в виде функции Бесселя. Системы дифференциальных уравнений могут быть также использованы для изучения связи параллельных волокон, диаметры жил которых незначительно изменяются вдоль оси волокна. Например, [c.233]

Рассмотрение явления полного внутреннего отражения, роли меридиональных и косых лучей, значения первой оболочки в волокне и ее величины, потери энергии в волокне из-за поглощения и при отражениях на поверхности раздела жилы и оболочки, а также ряд других положений, понятий и определений позволяют в нервом приближении получить представление о распространении световых лучей по оптическим волокнам и передаче световой энергии и изображения пучками волокон. [c.257]

На рис. 139,а представлена схема получения оптического волокна. Штабик 1 из стекла с высоким показателем преломления вставляется в калиброванную трубку 2 из стекла с низким показателем преломления. Такая заготовка поступает с постоянной скоростью в полую цилиндрическую печь 5, где размягчается и вытягивается в волокно 4. Для получения многожильного волокна штабики из стекла с высоким показателем преломления вставляются в соответствующие трубки из стекла с низким показателем преломления. Пучок таких штабиков в трубках вкладывается в общую трубку из того же стекла, из которого были изготовлены все трубки (рис. 139,6). Такая заготовка подается в цилиндрическую полую печь, размягчается и вытягивается в многожильное волокно. При этом исходное соотношение диаметра штабика и толщины стенки трубки сохраняется в волокне, определяя, таким образом, соотношение диаметра световедущей жилы и толщины оболочки. [c.276]

Оптическое волокно—элементарный световод, позволяющий передать световую энергию, сконцентрированную на его входном торце. Пучок оптических волокон называется световодом для передачи изображения, если торцы плотно уложенных волокон на концах пучка расположены строго идентично. Изображение буквы Т, спроектированное на плоскость входного торца световода (рис. 140) (на торцы волокон 1, 2, 3, 4, 5), будет по этим волокнам передано на выходной торец световода (рис. [c.277]

В этой главе будут рассмотрены устройства, которые включают в себя фазу реагента, иммобилизованного на конце одного оптического волокна или пучка волокон. Взаимодействие определяемого компонента с иммобилизованным реагентом приводит к изменению оптических свойств слоя реагента, которое измеряют с помощью оптического волокна. Примером может служить рН-сенсор, полученный иммобилизацией кислотно-основного индикатора на конце пучка оптических волокон. [c.473]

Этот способ особенно выгоден, если в качестве ЭВО используют оптическое волокно, поскольку довольно трудно направить к детектору все испускаемое под прямым углом флуоресцентное излучение вытянутого в длину волокна. Детектирование по ходу отраженного пучка позволяет также измерять флуоресцентный свет, не прошедший через объем раствора вокруг волокна в противном случае раствор может оказывать мешающее влияние (в зависимости от используемых флуоресцентных красителей) [45]. [c.523]

В каждом мышечном волокне в полужидкой саркоплазме по длине волокна расположено, нередко в форме пучков, множество нитевидных образований - миофибрилл (толщина их обычно менее 1 мкм), обладающих, как и все волокно в целом, поперечной исчерченностью. Поперечная исчерченность волокна, зависящая от оптической неоднородности белковых веществ, локализованных во всех миофибриллах на одном уровне, легко выявляется при исследовании волокон скелетных мышц в поляризационном или фазово-контрастном микроскопе. [c.645]

Сферолиты имеют вид взаимно ориентированных переплетающихся пучков волокон и по своей форме ничем не напоминают обычных кристаллов (фото 86). Однако их появление несомненно связано с кристаллизацией полимера. Ряд авторов считает, что сферолиты образованы радиально расположенными плотно упакованными иглами, представляющими собой плоские ленты, завитые в спирали. На основании данных рентгеновских и оптических исследований было показано, что молекулы ориентированы перпендикулярно радиусу сферолита и должны лежать в плоскостях лент. Морфологическую картину кристаллизации представляют таким образом, что вначале молекулы образуют волокна в виде свернутых в спирали плоских лент, которые затем агрегируют с образованием сферолитов или больших пучков. [c.258]

Скелетные мышцы (поперечно-полосатые мышцы), образующие мышечную мякоть, построены из пучков мышечных волокон (клеток), наполненных полужидкой саркоплазмой, в которой параллельно одна другой и параллельно оси мышечного волокна расположены миофибриллы с диаметром около 1 мк. Эти миофибриллы оптически неоднородны и состоят из чередующихся изотропных и анизотропных участков (полос). Ширина таких полос около 1,5 мк. Поверхность мышечного волокна состоит из клеточной оболочки (сарколеммы). [c.232]

Органами, обеспечивающими возможность перемещения тела в пространстве и выполнение человеком и животными физической работы, являются, как известно, скелетные поперечнополосатые мышцы. Структурной единицей скелетной мышцы следует считать многоядерное мышечное волокно, длина которого у человека может доходить до 12 см при диаметре 20—100 1 (0,02—0,1 мм). Собственно сократительными элементами мышечной ткани являются, однако, миофибриллы — волокнистые образования, расположенные в форме пучков нитей в саркоплазме мышечного волокна. ,, При микроскопическом исследовании миофибриллы скелетных мышц обнаруживают характерную поперечную исчерченность, зависящую от оптической неоднородности входящих в их состав белковых веществ. [c.414]

В данном разделе на основе представлений геометрической оптики рассматриваются основные характеристики оптических волокон и волоконных элементов. Некоторые результаты исследования оптических характеристик элементов волоконной оптики отечественного производства помещены в настоящей статье. Исследования проводились на образцах оптических волоконных элементов, разработанных во Всесоюзном научно-исследовательском институте стеклопластиков и стеклянного волокна. Были определены основные показатели оптических волоконных элементов (светопропускание, апертура, угловое распределение светового потока на выходе, разрешающая способность, частотно-контрастная характеристика и др.), показано значение этих показателей в оценке качества передаваемого оптическим волоконным элементом изображения и приведены некоторые данные о распространении световых лучей по оптическим волокнам и передаче световой энергии и изображения пучками волокон. Кроме того, приводятся некоторые сведения об оптических свойствах светофокусирующих волокон. [c.72]

Благодаря своей радиальной сферолитовой структуре полимеры обладают очень характерными оптическими свойствами, которые проявляются при исследовании в поляризованном свете. Некоторые детали механизма роста этих сферолитов обсуждаются в разделе VH.125. Согласно развиваемой в этом разделе точке зрения сферолиты полимеров образуются из маленьких удлиненных кристаллов, на концах которых развиваются пучки тонких волокон. По мере роста волокна многократно ветвятся, так что в конце концов они заполняют пространство в виде сферы с маленьким кристаллом в центре. [c.256]

Описанный ниже способ дает возможность устранить сложный, дорогостоящий и часто практически неосуществимый процесс вытягивания и последующей обработки ультратонких оптических волокон, необходимых для создания оптических волоконных элементов. Он позволяет изготавливать волоконные световоды из многожильных волокон со световедущими жилами диаметром, сравнимым с длиной световой волны. Многожильные волокна с малым диаметром световедущей жилы получаются вытягиванием собранных в пучок оптических волокон. [c.52]

В настоящее время конические световоды для передачи изображения изготовляются путем нагревания одного конца пучка оптических волокон до температуры спекания и последующего вытягивания пучка с заданной скоростью. Растягиваемая часть пучка в этом случае принимает коническую форму за счет приобретения такой формы отдельными волокнами, находящимися в пучке, и спекания их между собой. [c.62]

Толщина второй экранирующей оболочки должна быть минимальной и определяется поглощающей способностью материала. В настоящее время необходимо создание материалов, позволяющих получить удовлетворительное поглощение в слое 0,2—0,3 мкм. При этом, в случае необходимости экранирующей оболочки, две оболочки должны быть не только в одножильном волокне, но и вокруг каждой световедущей жилы многожильного волокна. Оптические волокна (одно- или многожильные) в пучке, пipeднaзнa-ченные для изготовления определенного оптического элемента, должны иметь одинаковый заданный диаметр и постоянное соотношение диаметров жил и оболочек. Поверхность раздела световедущей жилы и оболочки во избежание рассеяния световой энергии должна быть идеально гладкой, на ней недопустимы какие-либо инородные включения или пузырьки воздуха. Это прежде [c.27]

Вследствие отсутствия отражений и внутренних напряжений в волокне практически не изменяется поляризация луча, распространяющегося по волокну. После прохождения светофокусирующего волокна длиной 1 м поляризация луча на 99% сохраняется 5. Деполяризация определялась с помощью двоякопрелом-ляющих. призм по соотнощению интенсивности полбй, создаваемых лучами, поляризованными в двух взаимноперпендикулярных плоскостях. Пучок поляризованных лучей, распространяющихся вдоль обычного оптического волокна, практически полностью деполяризуется. [c.112]

Потери света в пучке волокон через их боковую поверхность уменьшают контраст и разрешение переданного изображения. Если свет распространяется вдоль волокна параллельно его оси, то значительная часть света проходит по промежуткам между волокнами пучка. При круглом поперечном сечении волокон этот свет проводится в промежутках в основном вследствие отражений Френеля и частично благодаря преломлению из соседних волокон. В деформированных волокнах наблюдаются световые потери через плоские участки граней волокна, и этот свет может попадать в соседние волокна и передаваться по ним путем полного внутреннего отражения. На рис. 4 показано влияние этих потерь на качество изображения, передаваемого пластиной (толщина б мм, площадь 20X70 мм ), полученной спеканием пучка оптических волокон диаметром 50 мкм и Лм = 0,58. Изображение щели шириной 200 мкм при помощи системы линз //10 проецировалось на такую пластину (рис. 4,а) контактная фотография у противоположной поверхности показала изображение щели (рис. 4, б), ширина которой составляла приблизительно 350 мкм, что вполне соответствовало ожидаемой ширине щели в 300 мкм при плотной укладке волокон. Однако при передаче изображения щели на излучатель Ламберта, нанесенный на одну поверхность пластины, и при контактном фотографировании щели у другой поверхности наблюдается увеличение ширины изображения щели (рис. 4, в) до 1,25 мм. Более точной характеристикой качества изображения, передаваемого волоконным элементом, является его частотно-контрастная характеристика Она была получена экспериментально при передаче изображения периодической синусоидальной решетки (рис. 5). [c.124]

Амплитудные функции волн отдельных оптических волокон пучка удовлетворяют системе дифференциальных уравнений, коэффициентами которой являются постоянные распространения этих волн V и линейный коэффициент связи с. Эта система уравнений решена для простейших линейных и пространственных пучков. Амплитуды полей в волокнах для заданных условий возбуждения изменяются по законам синуса и косинуса, т. е. происходит периодическая перекачка энергии из одного волокна в другие. Результаты численных исследований некоторых видов пучков волокон представлены на рис. 5, а, б, в, г в виде зависимости нормированной амплитуды врлны в отдельных оптических волокнах таких пучков от полного коэффициента связи сг. Стрелкой показаны возбуждаемые волокна. Под нормированной амплитудой понимается величина, численно равная корню квадратному из нормированной мощности Pi, т. е. [c.171]

Проведенный анализ волноводных явлений в регулярных пучках из идентичных волокон показал , что указание Капани и Бурке о том, что для получения высокой частотно-контрастной характеристики оптического волоконного элемента достаточно, чтобы оптические диаметры волокон в пучке не перекрывались, справедливо для весьма коротких пучков. Например, оптические волокна с соприкасающимися оптическими диаметрами при с = = 0,765 и мпр=1,38 имеют такой коэффициент связи, который вызовет перекачку энергии в 10% на участках длиной 950Яо при п 1п1 = 1,02 и 27Яо при = 1,6. [c.175]

Экспериментальные исследования проводились на волокнах, диаметр жил которых составлял 50, 5, 4, 3 и 2 мкм. Жилы изготовлялись из цветного стекла, предназначенного для светофильтров, оболочки — из прозрачного стекла. Были изготовлены два многожильных оптических волокна, имеющие пять жил из поглощающего стекла. Длина первого оптического волокна составляла приблизительно 2,54 см, а второго — около 11,4 см. При одновременном освещении этих волокон однородным пучком света натриевой лампы можно было визуально сравнить светопропускание волокон пяти различных диаметров, составляющих каждый, пучок, а также светопропускание волокон одинакового диаметра при двух различных длинах. В волокнах с малым диаметром жилы возбуждались только типы волн низшего порядка, которые изучались с помощью поляризатора и анализатора при большом увеличении. По волокну с диаметром, равным 5 Ji/сл , распространялись преимущественно волны типов HEi2, ЕНц и НЕ31. По волокна.м с диаметром приблизительно 3 и 4 мкм распространялись преимущественно волны типов ТЕо, TMqi и НЕ и тогда как по волокну с диаметром около 2 мкм распространялась только волна типа НЕп. [c.230]

По мере расширения области освещения (при удалении от торца волокна) интенсивность света уменьшается. Доля излучаемого при флуоресценции света, который возвращается в оптическое волокно и передается к детектирующей системе, также быстро падает с расстоянием. Определеннное представление о влиянии геометрических факторов на детектирование дает рис. 32.2 (рассмотрен случай аксиального светового пучка). Общее количество света, возвращающегося в волокно, суммируется по всем точечным источникам света в области освещения, но для практических целей можно считать, что полезные сигналы, доходящие до детектора, исходят из зоны длиной около десяти диаметров волокна. Таким образом, как показано на рис. 32.3. для волокна диаметром порядка 200 мкм эффективная зона сенсора имеет длину около 2 мм. [c.506]

Рассмотренные системы НПВОФ базируются на детектировании флуоресцентного сигнала под прямым углом. Можно использовать и детектирование по ходу отраженного пучка (рис. 33.1,г). Для детектирования сигнала в этом режиме в работах [8, 46] использовали как кварцевые пластинки, так и кварцевые оптические волокна. Для иммунофлуоресцентного анализа по двухцентровой реакции предел обнаружения IgG после десятиминутной инкубации с FIT -антителами достигает 3,0 и 1,5 мкг/мл для плоских и волоконных волноводов соответственно. [c.533]

Ориентированные полимеры, в отличие от неориентированных, характеризуются оптической анизотропией, т. е. двойным лучепреломлением. Величина последнего у слабоориентированного полипропиленового волокна почти в десять раз меньше, чем у ориентированного (значение пу—п для невытянутых волокон 0,0042, для вытянутых 0,0310). [c.83]

Звуковые поля могут быть зарегистрированы с помощью фазо-и амплитудо-чувствительных волоконно-оптических датчиков. Такие датчики содержат источник света (лазер), оптико-волоконную систему, частично или полностью подвергаемую воздействию звукового поля, оптический детектор и схему обработки сигналов. Расщепленный луч лазера направляется на опорный и регистрирующий волоконно-оптические элементы. Звуковая волна изменяет фазу света в регистрирующем элементе, поэтому сдвиг фаз в двух элементах после сложения их выходных световых пучков приводит к изменению амплитуды. Сдвиг фазы обусловлен изменением длины элемента и показателя преломления волокна. При больших длинах чувствительного волокна (свиваемого в плоскую катушку) чувствительность подобных преобразователей в воде намного превосходит чувствительность пьезоэлектрических гидрофонов (рис. 4.5). Можно надеяться на эффективное использование волоконно-оптических преобразователей для регистрации акустических волн через воздух. [c.88]

Значительно более широкие возможности дает пучок таких световодов, состоящий из правильно уложенных прозрачных волокон. Каждое волокно заключено в оболочку из прозрачного материала, показатель преломления которого существенно меньше показателя преломления волокна. Такая обо-.лочка дает возможность укладывать и склеивать или спекать во.локпа без того, чтобы свет переходил из одного во.локна в другое. Если на один торец такого пучка спроектировать изображение предмета, то оно будет перенесено на другой торец пучка. Сейчас такого рода устройства (получившке название волоконных элементов) широко прилгеняют в различных оптических устройствах. [c.146]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология