¿La fibra óptica conserva los ángulos de la luz entrante?

Question

Estoy leyendo en fibras ópticas y hay una cosa que no he entendido todavía:

• Hace una fibra óptica preservar los ángulos de la luz entrante?

Por ejemplo, si queremos encender dos LEDs en la parte frontal de una fibra óptica (dentro de su aceptación de cono) y sostenga el otro extremo de la fibra frente a un papel, podemos ver dos separar la luz de puntos en el papel (debido a que los ángulos de la luz entrante se han conservado), o sólo uno (debido a que los ángulos fueron en mal estado...)?

(Otra manera de plantear esta pregunta: ¿Qué tendría que ver si me miraba en el extremo de una fibra óptica – iba yo a ver lo que está delante (dentro de la aceptación de cono) de el otro extremo de la fibra o sólo un borroso punto? - el desprecio iba a tener muy buena vista, etc...)

Answer 1

Dos casos extremos:

Para una fibra multimodo muy gruesa, los ángulos están algo conservados, creo .

El extremo opuesto es una fibra delgada de modo único, en la que los ángulos definitivamente no se conservan . La luz entra en la fibra o no, no hay otra información espacial o angular.

Entonces la respuesta a tu pregunta es: ¡ depende de la fibra !

Answer 2

Bueno, ya tengo que tener cuidado. Como usted ha dicho, hay una aceptación del ángulo del cono. Ahora, considere la posibilidad de una visión idealizada caso de que la fibra es perfectamente recta y perfectamente cilíndrica. Entonces, incluso para sesgar los rayos (por wikipedia, "el rayo que no propaga en un plano que contiene el objeto y el punto del eje óptico. Tales rayos no se cruzan el eje óptico en cualquier lugar, y no son paralelas a ella"), se puede determinar el local ángulo de incidencia cuando llegan a la interna $n_1/n_2$ índice de límite, y ver que los rayos pueden acabar con diferentes vector de ángulos $ (\theta,\phi)$ (con respecto a las coordenadas X e y), pero básicamente el mismo rango de ángulo con respecto al eje óptico.

Todo esto es un largo aliento manera de señalar que las trayectorias de la luz tiene que ser reversible, así que un rayo no se puede salir en un ángulo mayor que el ángulo de aceptación.

Sin embargo, si usted alimenta a una viga con angular de propagación menor que el ángulo de aceptación, es más que probable que varios de sesgar los rebotes, y, más importante, la curvatura de la fibra, conducirá a los ángulos de salida tan grande como el ángulo de aceptación.

Answer 3

La luz viaja a través de una fibra óptica en un conjunto discreto de "modos". Cada modo se corresponden con un determinado ángulo en el que el campo de luz se propaga, rebotando arriba y abajo en la fibra. Dependiendo de la longitud de onda y el tipo de fibra (diámetro, índice de refracción, etc.) pueden existir uno o varios modos de propagación. A continuación, el método de acoplamiento de la luz en la fibra determina que una(s) es/son utilizados. El haz de salida es generalmente bastante divergentes.

Para calcular los modos, usted tiene que considerar el campo eléctrico en la fibra y la constructiva/destructiva interferencias que hacen que los modos de existir o no. Más información se puede encontrar aquí

Answer 4

Un endoscopio utiliza un haz de fibras multimodo. El número de fibras determina la resolución de la imagen transportada a través del paquete de fibras. El ángulo de la luz no se conserva en una sola fibra. Por lo general, dependiendo de la longitud y la flexión de una fibra multimodo de este tipo, los ángulos / modos se mezclarán de alguna manera; por lo tanto, necesita un montón de fibras para preservar la información angular o espacial de la luz usando tecnología de fibra.