Применение световодов.

• для освещения наблюдения областей, недоступных для обычного видения;
• в различных оптико-электронных приборах, обрабатывающих информацию;
• в фотокопирующих системах;
• в медицине.

Световод - стеклянный пруток круглого или другого сечения с полированными боковой поверхностью и торцами. Луч проходит через него претерпевая многократное полное внутреннее отражение. Для обеспечения лучших условий полного внутреннего отражения прутки изготавливаются из флинтов и покрываются оболочкой из крона или металлическим отражающим слоем.

Рис. 2.70. Меридиональное сечение единичного световода.

Определим апертуру A единичного световода. Из рис. 2.70 следует:

, (2.43)

,

.

Минимальное значение ε₂, при котором произойдет полное внутреннее отражение, предельный угол полного внутреннего отражения ε_2пред.:

.

После преобразования (2.43), получаем:

,

. (2.44)

Рассмотрим пример. Пусть n_c = 1.7, n_u = 1.5, применив формулу (2.44), получим:

A = 0.8.

Определим относительное отверстие объектива 1:k, при котором полностью используется апертура световода. Известно, что:

. (2.45)

Используя формулу (2.45), получаем 1:0.6 .

Световоды бывают не только цилиндрической формы, но и конической (рис. 2.71). В этом случае выполняется соотношение:

.

Рис. 2.71. Фокон.

При падении узкого конического пучка лучей на плоскопараллельную пластинку существенного преобразования структуры конечного пучка не происходит. Пучок лучей, выходящий из пластинки остается коническим, его направленность сохраняется.

В световоде в результате многократных отражений происходит симметризация пучка лучей, относительно оси световода. Узкий конический пучок лучей, подающий под углом на входной торец, заполняет при выходе зону, ограниченную двумя коаксиальными коническими поверхностями.

Симметризация световых пучков лучей происходит в любой конструкции световодов.

В световодах происходит усреднение освещенности по выходному торцу. Независимо от того, весь входной торец освещен или только его часть, освещенность выходного торца одинакова во всех точках.