问题 问答题

如图13-9所示为一根光导纤维的剖面图,其芯线介质的折射率为n1,外套包层介质的折射率为n2.要使光在芯线中靠全反射传输,求光在光导纤维端面处由空气入射时入射角i的最大值.

图13-9

答案

据题意已知n1>n2,光在芯线与外套之界面发生全反射,作光路图如图39所示.

图39

由n1、n2就可根据折射定律求得临界角A,Φ角必须等于大于A.Φ角越大对光的传输越有利.从图可看出Φ+r=90°题意要求最大的i角对应最大的r角,对应最小的Φ角,而Φ角又必须等于或大于A.

根据光的折射定律

                                                               ①

(-r)=Φ≥A

所以r≤-A

sinr≤sin(-A)="cosA                                                          " ②

由①②式sinr≤

在光导纤维的左端面处,由光的折射定律有

因为sini=n1sinr

所以sini≤

题意求i的最大值,所以上式取等号,即

sini=

名词解释
单项选择题