|
2.1-rasm. Yorug‘lik uzatuvchi optik tolalar
Optik yorug'lik uzatkichlarning sindirish ko‘rsatkichi:
n = ^e~jx, (2.1)
bunda e-fi — mos ravishda nisbiy dielektrik va magnit o‘tkazuvchanlik.
Yoki sindirish ko‘rsatkichi n, yorug‘likning vakuumdagi tezligini (c) materialdagi yorug‘lik tezligiga (cm) nisbati orqali ifodalanadi:
n — c/c .
Har xil moddalardan yorug‘lik turli tezliklarda tarqaladi. 2.1- jadvalda turli moddalarning sindirish ko'rsatkichlari va yorug‘likning tarqalish tezliklari keltirilgan.
REJA 2
To‘lqin uzunligiga nisbatan o‘zak diametriga bog‘liq ravishda optik tolalar bir modali va ko‘p modaliga bo‘linadi. Bir modali optik tolalarda ko‘pincha o‘zak diametri 7—10 mkm (2.3-a rasm), ko‘p modali optik tolalarda esa 50 — 62,5 mkm (2.3-b rasm) bo‘ladi. Ikkala turda qobiq diametri 125 mkm ni tashkil etadi. Amaliyotda ko‘p modali va bir modali optik tola diametrlarining boshqa qiy- matlari ham mavjud. Bir modali optik toladan faqat bir moda (yorug‘lik tashuvchi) uzatiladi. Ko‘p modali optik toladan esa apertura burchagi doirasida tolaga turli burchaklar ostida kiritiladigan bir necha yuzlab ruxsat etilgan modalarni bir vaqtda uzatish mumkin. Barcha ruxsat etilgan modalar turli tarqalish yo‘nalishi va vaqtiga ega.
Ko‘p modali optik tolalar sindirish ko‘rsatkichi ko‘rinishi bo‘yi- cha pog‘onali (2.4-a rasm ) va gradiyent (2.4-b rasm) [14] tolalarga bo'linadi.
Pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli ko‘p modali optik tolalar ikki muhit chegarasida sindirish ko‘rsatkichlarining keskin (pog‘ona ko‘rinishida) o‘zgarishi (n^ dan n2 ga) bilan xarakterlanadi. Pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli optik tolalar o‘tkazish polosasini chegaralaydi, lekin gradiyent sindirish ko‘rsatkichli optik tolalarga nisbatan arzon hisoblanadi.
Gradiyent sindirish ko‘rsatkichli ko‘p modali optik tolalar pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli tolalarga qaraganda ravon sindirish ko‘rsatkichi va modalararo dispersiyaning kamayishi bo'yicha yuqori texnik ko‘rsatkichlarga ega. Chunki gradiyent sindirish ko‘rsatkichli optik tolada modalarning tarqalish tezligi (dispersiyasi) bir-biridan juda ham katta farq qilmaydi. Dispersiya impulslarning kengayib ketishi va uzatilayotgan signallarning buzilishiga olib keladi. Shuning uchun hozirda gradiyent sindirish ko‘rsatkichli ko‘p modali optik tolalar keng tarqalgan.
Bir modali optik tolalardan magistral aloqa tarmoqlarida foydalaniladi. Chunki bir modali optik tolalarda modalararo dispersiya yuzaga kelmaydi, shuning uchun signallar ko‘p modali rejimga qaraganda kam buzilish bilan uzatiladi. Ya’ni, bir modali optik tolalardan foydalanish o‘tkazish qobiliyatini oshiradi, lekin uzatuvchi qismda birmuncha qimmat bo‘lgan lazer diodlardan foydalanish talab etiladi.
Gradiyent sindirish ko‘rsatkichli ko‘p modali optik tolalarning eng asosiy kamchiligi ularning qimmatliligi va ishlab chiqarishning murakkabligidir.
Ko‘p modali optik tolalarda modalararo dispersiya o‘tkazish polosasi va aloqa masofasini chegaralaydi. Shuning uchun ko‘p modali optik tolalar, asosan, lokal tarmoqlarda va nisbatan past tezlikli raqamli TOAT signallarini uzatishda ishlatiladi.
REJA 3
Optika qonuniyatlari yomg‘lik nurining to‘g‘ri chiziqli tarqa- lishi, tola muhiti bilan o‘zaro ta'sirlashuvi va izotroplik xususiyati — muhitda barcha yo'nalishlarda yorug‘likning bir xil tarqahshiga (shisha bir turdagi va izotropli muhit hisoblanadi) asoslangan. Bu qonuniyatlarga yorug‘likning qaytish/sinish qonunlari va ularga asoslangan hodisalar talluqli.
Yomg'lik bir materialdan boshqasiga o‘tganda uning tarqalish tezligi o‘zgaradi, ya’ni to'lqin nazariyasi nuqtayi nazaridan bu harakat yo‘nalishining o'zgarishiga olib keladi. Bu hodisa — yomg'likning to‘g‘ri yo‘nalishdan og‘ishi sinish deb ataladi.
Sinish hodisasini prizmada ham ko‘rlsh mumkin (2.10-rasm).
REJA 4
Yorug‘lik nuri sindirish ko'rsatkichi katta muhitdan sindirish ko‘rsatkichi kichik muhitga o‘tganda, ikki muhit chegarasida nur
2.11-rasmda tasvirlangandek perpendikulyardan og‘adi. Tushish burchagi 0, kichik bo‘lganda (2.11-a rasm), singan nur to‘liq qobiqqa o‘tib ketadi.
Tushish burchagini oshirgan sari sinish burchagi 02 900 ga intiladi. Sinish burchagi 02=9OO ga teng bo‘lgan holdagi tushish burchagi - kritik burchak 0kr deyiladi. Yorug‘lik nuri kritik burchak 0kr ostida tushganda, singan nur ikki muhit chegarasi bo‘ylab tarqaladi (2.11-b rasm). Yorug‘lik nuri kritik burchakdan katta burchak ostida tushganda, nur ikkinchi muhitga o‘tmasdan, ikki muhit chegarasidan to‘liq qaytadi (2.11-d rasm). Bunda tushish burchagi sinish burchagiga teng 9= d2 bo‘ladi.
Snellius qonuni bo‘yicha tushgan va qaytgan nurlar o‘rtasidagi munosabat:
n.j sin9=n^in92.
92 =900 da kritik tushish burchagi quyidagiga teng:
9^ = arcsin (n2/n{). (2.2)
9^ dan katta burchak ostida tushgan nurlar to‘liq qaytadi.
Bu jarayon, ya’ni yorug‘lik energiyasining turli sindirish ko‘rsatkichli ikki muhit chegarasidan to‘liq qaytishi to‘liq ichki qaytish (TIQ) hodisasi deyiladi.
REJA 5
Optik tolaga bir emas, bir necha yorug‘lik nurlarining yig‘masi kirish konusini hosil qilib tushadi va faqat kritik burchakdan katta burchak ostida tushgan nurlargina OT o‘zagi bo‘ylab tarqaladi.
Nurlarni tola o‘zagiga maksimal tushish konusining yarim burchagi apretura burchagi — 0a, kirish konusi 20 esa sonli apretura deyiladi (2.13-rasm).
Sonli apertura NA bilan belgilanadi (inglizchadan Numerical Aperture) va o‘zak, qobiq sindirish ko‘rsatkichlari orqali quyidagi munosabatdan aniqlanadi:
NAq = sin 0a = ^/(n,2 -n|) = n, V2A„
yoki
NAt = k^jinf -n\)
Do'stlaringiz bilan baham: | 
