Оптические волокна потери при передаче света

Для передачи световых потоков или изображений отдельные светопроводящие волокна объединяют в жгуты, которые бывают двух видов регулярные и осветительные. В регулярных жгутах волокна укладываются упорядоченно так, что на входном и выходном торцах жгута их расположение одинаково, это позволяет переносить изображение без искажений. Осветительные жгуты могут иметь произвольное расположение волокон и предназначены для передачи света, структура которого по поперечному сечению однородна или не имеет значения. Они широко используются для освещения в труднодоступных местах, а также для косвенных измерений физических величин, характеризуемых скалярным числом, таких, как микроперемещения, давление, температура, скорость движения жидкости или газа, амплитуда и частота вибраций и др. На торцах волоконно-оптических жгутов волокна жестко скреплены между собой (сплавлены, склеены), а сами торцы обрезаны перпендикулярно их направлению и отполированы. Жгуты обычно помещается в гибкую защитную оболочку, предотвращающую обрывы нитей. За счет ячеистой структуры поперечного сечения жгута (1 мм площади торца содержит до 10 элементарных световодов) также происходит потеря части светового потока. Серийные световолоконные жгуты обеспечивают разрешающую способность 15—20 линий/мм, лучшие — 50 линий/мм. [c.232]

Идея создания проводников света не нова. Еще в 1870 г. Тиндаль демонстрировал опыт распространения света по струе воды вследствие полного внутреннего отражения лучей на границе вода—воздух. В 1874 г. В. И. Чиколев создал зеркальные световоды для передачи света. Использование стеклянных палочек для передачи света предложил в 1905 г. Вуд и позднее то же предложили ряд других исследователей. В 1953 г. А. Ван Хил, X. Хопкинс и Н. Капани применили для этих целей стеклянные волокна. Однако по-настоящему идея создания проводников света получила свое развитие только с появлением в 1958 г. оптического волокна, имеющего жилу и оболочку и обладающего способностью передавать световую энергию с малыми потерями. Создаются оптические волоконные элементы (световоды) для передачи световой энергии и изображения, позволяющие значительно повысить качество оптических и электроннооптических систем, применяемых в фотографии, телевизионной технике, вычислительной технике, медицине, системах автоматизации, сигнализации и многих других. [c.8]

Возможности волоконной оптики могут быть расширены применением светофокусирующего волокна, обладающего рядом свойств, существенно отличающих его от обычных оптических волокон. Светофокусирующее волокно может быть использовано для передачи световой энергии по любому криволинейному пути с меньшими потерями, чем в обычных оптических волокнах, благодаря снижению потерь на рассеяние при неполном внутреннем отражении на поверхности раздела жилы и оболочки. При прохождении по светофокусирующему волокну поляризованного света поляризация света сохраняется. [c.22]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология