Wie leiten optische Fasern Licht?

Wie leiten optische Fasern Licht?

Licht wandert mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch verschiedene Materialien, und wenn es S von einem Material zu einem anderen überträgt, wird an der Grenzfläche eine Brechung und Reflexion durchgeführt. Der Brechungswinkel hängt S vom Winkel des einfallenden Lichts ab. Wenn sich der Winkel des einfallenden Lichts an eine bestimmte Schwelle nähert oder übertrifft, tritt ein als totales Reflexion bekanntes Phänomen auf, bei dem das gebrochene Licht verschwindet, und das gesamte einfallende Licht wird wieder reflektiert.

Die optische Faserkommunikation beruht genau auf dieses Prinzip der Gesamtreflexion. Wenn Licht in die Mitte einer optischen Faser eintritt, stößt es im Vergleich zur umgebenden Verkleidung (N2) auf einen Kern mit einem höheren Brechungsindex (N1). Darüber hinaus erfährt der Kern weniger Verlust als die Verkleidung. Diese Konfiguration stellt sicher, dass das Licht eine totale Reflexion unterzogen wird, wobei seine optische Energie hauptsächlich im Kern übertragen wird. Durch kontinuierliche Gesamtreflexion kann sich Licht von einem Ende der Faser zum anderen ausbreiten. Da der Kerndurchmesser außerordentlich klein ist und Licht entlang seiner Länge bewegt, ist der Verlust optischer Signale signifikant niedriger als der Übertragungsverlust elektrischer Signale in herkömmlichen Kabeln.