вильова і корпускулярна) природа світла, на базі вивчення властивостей якої розроблені відповідні теорії, які не можна протиставляти, тому що лише в своїй сукупності вони дозволяють пояснити відомі оптичні явища. При цьому хвильова теорія розглядає світ як різновид електромагнітних коливань дуже коротких (нанометрових) довжин хвиль і використовує при описі оптичних процесів рівняння Максвелла. У той же час за нової теорії світло представляється у вигляді швидко рухомих частинок, які випромінюються окремими порціями (квантами), утворюючи промінь світла. Така теорія часто називається променевої, і базується вона на відомих законах геометричної оптики, дозволяючи наочно і просто описувати поширення світла в тій чи іншій оптичному середовищі, наприклад в оптичному хвилеводі. Останній являє собою круглий стрижень з оптично прозорого діелектрика, який за малих розмірів поперечного перерізу зазвичай називають оптичним волокном (OB). ОВ широко використовується в телекомунікаціях для передачі оптичного випромінювання від джерела до приймача і є основним елементом оптичного кабелю (ОК).
Оптичне волокно в даний час вважається найдосконалішою фізичним середовищем для передачі інформації, а також самої перспективним середовищем для передачі великих потоків інформації на значні відстані. В даний час волоконно-оптичні кабелі прокладені по дну Тихого і Атлантичного океанів і практично весь світ «обплутаний» мережею волоконних систем зв'язку. Людство вже давно знайшло широке застосування волоконних систем практично у всіх сферах зв'язку, енергетики, транспорту, науки, освіти, медицини, економіки, оборони, державно-політичної та фінансової діяльності [1].
1.2 Проходження світлового випромінювання через кордон розділу середовищ
У геометричній оптиці світлові хвилі зображуються променями, які зазнають змін на межах розділу середовищ з різними оптичними властивостями, що характеризуються показником заломлення n=с / г, який в загальному випадку показує, у скільки разів швидкість з поширення світла у вакуумі більше швидкості х поширення світла в розглянутій середовищі.
Рис. 1.1 - Віддзеркалення і заломлення світлового променя на межі двох середовищ
Як відомо, середа, у якої показник заломлення більше, називається оптично більш щільною, в іншому випадку - менш щільною, тому при падінні променя світла (світловий хвилі) на межу розділу таких середовищ в загальному випадку з'являються відображена і переломлена хвилі (рис. 1.1а), причому відповідно до закону Снеллиуса кути падіння ц n, відображення ц отр і заломлення ц пр пов'язані такими співвідношеннями:
ц n=ц отр, (1.1)
п 1 sin ц n=п 2 sin ц np, (1.2)
Причому, якщо промінь переходить з оптично більш щільного середовища в менш щільну n 1> n 2, то ц пр> ц п. Шляхом збільшення кута падіння можна досягти стану, при якому заломлений промінь буде ковзати по межі розділу середовищ, не переходячи в іншу середу (рис. 1.1б). Кут падіння, при якому має місце даний ефект, називається критичним кутом ц кр повного внутрішнього відображення. Очевидно, що для всіх кутів падіння, великих критичного (ц п> ц кр), будуть мати місце тільки відображення, а заломлення будуть відсутні. Це явище називається повним вн...
