Optisten kuitujen ja kaapelien perusperiaatteet

Optisen kuidun siirto perustuu sisäisen kokonaisheijastuksen periaatteeseen, joka tapahtuu, kun valo kohtaa rajapinnan kahden eri median välillä. Vaiheessa-indeksi optinen kuitu-, jossa n1 edustaa ydinväliaineen taitekerrointa ja n2 edustaa suojamateriaalin taitekerrointa, n1 > n2-koko sisäinen heijastus tapahtuu, kun ytimeen tuleva valo osuu sydämen ja päällysteen rajapintaan kuin kriittinen tulokulma (θc) on suurempi. Näissä olosuhteissa valoenergiaa ei karkaa ytimestä, ja tuleva valo pystyy etenemään rajapinnan läpi lukemattomien sisäisten kokonaisheijastusten kautta.

Kuitenkin, kun optista kuitua taivutetaan, rajapinnan normaali muuttaa suuntaa, mikä johtaa pienempiin tulokulmiin. Tämän seurauksena valonsäteiden osan tulokulma putoaa alle θc:n, mikä estää niitä joutumasta täydelliseen sisäiseen heijastukseen. Siitä huolimatta ne säteet, joilla on alun perin suurempi tulokulma, voivat silti heijastua täydellisesti sisäisesti; siten valonläpäisy säilyy, vaikka kuitua taivutetaan, vaikka tämä taivutus johtaa energiahäviöön. Tyypillisesti, kun taivutussäde ylittää 50-100 millimetriä, tuloksena oleva häviö on mitätön. Toisaalta pienet taivutukset voivat aiheuttaa vakavan "mikrotaivutushäviön".

Sähkömagneettisen aallon teoriaa käytetään usein tutkimaan edelleen optisen kuidun siirtomekanismeja, erityisesti ratkaisemalla aaltoyhtälöt optisen kuidun aaltoputkiväliaineen reunaehtojen alaisina. Optisessa kuidussa etenevä valo käsittää lukuisia "tiloja, joista jokainen edustaa tiettyä sähkömagneettisen kentän jakautumista ja vastaa tiettyä valonsädettä geometrisessa optiikassa kuvatulla tavalla. Optisessa kuidussa esiintyvät tietyt ohjatut tilat riippuvat kuidun normalisoidusta taajuudesta (V--luku).
Tässä yhteydessä NA tarkoittaa numeerista aukkoa, parametria, joka liittyy ytimen ja suojakalvon taitekertoimiin; *a* edustaa kuidun ytimen sädettä; ja λ edustaa läpäisevän valon aallonpituutta. Kun optista kuitua taivutetaan, tapahtuu moodikytkentä; osa energiasta siirtyy ohjatuista moodeista säteilytiloihin, jolloin se pakenee ytimestä ja katoaa.
Suorituskykyominaisuudet: Optisen kuidun ensisijaisia ​​parametreja ovat vaimennus, kaistanleveys ja muut.