Какви са видовете световоди, лазери, холография, влакна и интегрална оптика, поляризационни
Какво представляват световодите?
Основната връзка в оптичните влакна е световодът. Най-простата му форма е едножилен фибростъкло. Всички продукти от влакна се формират от такива влакна. Световодът може да бъде тънък и гъвкав, като паяжина, или твърда пръчка с диаметър до няколко сантиметра. Но независимо от дебелината си остава сложен оптичен елемент. Световодът се състои от сърцевина и обвивка (фиг. 27). Изработени са от различни видове стъкла. Очилата са подбрани по такъв начин, че сърцевината да пречупва светлината повече от черупката. Това определя характеристиките на работата на световода. Светлинният лъч, влязъл в ядрото, не прониква в обвивката, но, отразявайки се хиляди пъти от нея, преминава през ядрото, сякаш през тръбопровод. За да направите това, достатъчно е да изпълните едно условие: лъчът трябва да падне върху интерфейса ядро-черупка под ъгъл на пълно вътрешно отражение. И колкото и да огънем световода, светлината със сигурност ще излезе от другия край, като вода от маркуч. Лъчите вътре в световода се смесват и равномерно осветяват изходния му край. Това е много ценен имот. Досега нито един оптичен елемент не е давал такова равномерно разпределение на светлината върху полето.
Друго свойство: светлинните водачи не предават топлината, излъчвана от лампи с нажежаема жичка, за които се наричат системи. Изключение правят специалните влакна, които работят в инфрачервена светлина. Този имот отвори широк път за светлинни водачилекарство. С тяхна помощ можете да изследвате вътрешните органи на човек, без да се страхувате от изгаряния.
Фиг. 27. Световод: 1 - ядро; 2 - черупка
Обикновено световодите са малки - само няколко сантиметра, но понякога дължината им достига десетки километри. В тези случаи светлината трябва да преодолее дебелината на стъклото, подобно на слънчев лъч, пробиващ се през морските дълбини. В този случай светлината губи по-голямата част от енергията си. Такива световоди трябва да бъдат особено прозрачни.
Ако съберете няколко световода и ги затворите в стъклена обвивка, получавате твърд многоядрен световод. В напречен разрез той прилича на око на водно конче или муха и предава изображението по същия начин. Всяко влакно предава само част от изображението. Образът като цяло се създава само от светлинен водач, състоящ се от много вени, чийто брой понякога достига 10 5. Но светлинният водач само тези обекти, които докосва. Премахнати елементи не. За да ги разгледа, той се нуждае. С помощта на лещи се проектира изображение на входа на световода и едва след това той предава това изображение на другия край. Известно е, че човек вижда два обекта поотделно, ако разстоянието между тях е не по-малко от 0,1 mm. Ако диаметърът на влакната на световода не надвишава тази стойност, изображението е отчетливо и ясно. Под микроскоп картината става мозаечна; върху него ясно се виждат счупени влакна на световоди и неравномерното им полагане. Качеството на изображението ще се подобри, ако диаметърът на влакната се намали и самите влакна се поставят по-плътно. Съвременната технология позволява производството и полагането на влакна с дебелина на конус в ретината на окото ни. В този случай изображението остава доста ясно дори при 50-кратно увеличение. Не е лесно да се направят такива влакна, тъй като теневидими за окото. Не е лесно да ги сглобите, тъй като влакната трябва да бъдат разположени строго еднакво на входа и изхода. В противен случай ситуацията ще бъде същата като при детската игра с кубчета. Ако правилно съберете кубчетата, ще видим цветна картина, например изображението на коте. Струва си да размените две кубчета, тъй като вместо нос, котето ще има опашка. Точността на подреждането на влакна може да се сравни с точността на рязане на дифракционни решетки.
Ако предавате не изображение, а само светлина, тогава влакната могат да бъдат преплетени по всякакъв начин. По-лесно е да се произвеждат такива светлинни водачи и следователно тяхната цена е по-малка.
Твърдите световоди се предлагат в кръгли, правоъгълни и квадратни сечения. Изработват се прави, извити или усукани, под формата на вакуумирани плочи и дискове.
Ако фиксирате влакната само в краищата, получавате напълно уникален тип световоди - гъвкави оптични снопове. Отгоре турникетът е защитен от гъвкава обвивка, изработена от поливинилхлорид, силикон или латекс. Такива снопове лесно се огъват, усукват, докато изображението не се изкривява, освен ако не се обърне. Влакната в краищата на такива световоди са строго координирани, а в гъвкавата част могат да бъдат преплетени по всякакъв начин. Ако изображение на светещ правоъгълник се предаде на входа на снопа с помощта на леща, тогава в другия му край ще се появи правоъгълник, независимо как огъваме снопа. При усукване на снопа правоъгълникът ще се върти само около оста, но формата му няма да бъде изкривена. Снопове с редовно полагане на влакна по принцип могат да се използват и за предаване на светлинен сигнал. Въпреки това е много по-евтино да се използват снопове с произволно разпределение на влакната за тези цели. Понякога светлинният водач изпълнява две функции: изображението се предава през централните влакна, а влакната, разположени във външния пръстен, служат за осветяваневъпросната зона със студена светлина. За разлика от електрическия ток или потока от течности и газове, светлината има забележително свойство - нейните насрещни потоци не взаимодействат помежду си. Това свойство се използва за предаване на светлинни сигнали в противоположни посоки по едно влакно.