Світловод, Наука, FANDOM powered by Wikia
Рис.1, Поширення світла в оптичному волокні
Шнури з оптичними волокнами, що використовуються в системах зв'язку
Багатоволоконні світловоди призначені для передачі зображення
Світловод(оптичний хвилевід) - закритий пасивний пристрій для спрямованої передачі світла. У відкритому просторі передача світла можлива тільки в межах прямої видимості, при цьому виникають втрати, викликані вихідною розбіжністю випромінювання, а також поглинанням і розсіюванням в атмосфері. Світловоди дозволяють передавати світло по криволінійних трасах, а також істотно зменшити втрати енергії випромінювання при її передачі на відстань.
Типи світловодів
Існують різноманітні типи світловодів, основні з них:
- Лінзові (дзеркальні) світловоди, що є системою ув'язнених у світлонепроникний кожух і розташованих на певних відстанях лінз (дзеркал), порожнисті металеві труби різних перерізів та інші аналогічні конструкції (знаходять застосування в системах денного освітлення внутрішніх площ будівель). Вони являють собою систему ув'язнених у світлонепроникний кожух і розташованих на певних відстанях лінз або дзеркал. На зовнішній стороні таких світловодів (розташованої зазвичай на даху будівлі) знаходиться концентратор збирає сонячне світло, що потрапляє на нього, і направляє його в світловод. На внутрішній стороні такого світловоду (всередині приміщень) знаходиться світлорозсіювач рівномірно розподіляє світло по всьому приміщенню або концентрує його в певному місці. Такі світловоди дозволяють помітно скоротити витрати на освітлення внутрішніх приміщень.
- Гнучкий діелектричний волоконний світловод з низькими оптичними втратами, що дозволяє передавати оптичне випромінюванняпевної довжини хвилі великі відстані. Таке оптичне волокно застосовується нині у зв'язку, волоконно-оптичних лазерах, волоконно-оптичних підсилювачах та волоконно-оптичних датчиках. Світло, що потрапляє на торець такого оптичного волокна, може поширюватися по ньому великі відстані рахунок повного внутрішнього відбиття від бічних поверхонь. Використання світловодів дозволяє значно зменшити втрати світлової енергії під час її передачі на відстані, а також використовувати криволінійні траси. Використовуючи різні легуючі домішки при виготовленні серцевини оптичного волокна, створюють активні оптичні волокна, які дозволяють створювати оптичні підсилювачі випромінювання та волоконні лазери. Науково-технічний напрямок, що займається розробкою та застосуванням оптичних світловодів, називається волоконною оптикою.
- Багатоволоконні світловоди, що складаються з великої кількості оптичних волокон, упорядковано укладених у пучки і зведені з обох боків до єдиних торців. Вони дозволяють передавати зображення без спотворення при їх згинанні за будь-яким криволінійним профілем. Такі багатоволоконні світловоди використовують при створенні цілого класу приладів, які зазвичай називають ендоскопами. Досить висока світлова ефективність таких світловодів дозволяє їх використовувати і при створенні освітлювальних систем для самих ендоскопів. При цьому джерело освітлення розташовується поза приладом, що дозволяє виключити надмірне нагрівання досліджуваного об'єкта. Багатоволоконні світловоди призначені лише передачі світлової енергії виготовляють з безлічі безладно покладених волокон.
Влаштування волоконних світловодів
У найпростішому варіанті світловод є тонкою ниткою з оптично прозорого матеріалу, серцевинаякої має показник заломлення n1, а оболонка має показник заломлення n2 (при цьому n2