Podręcznik

Światłowodom i transmisji sygnałów w światłowodach poświęcony jest odrębny podręcznik, do którego odsyłamy osoby zainteresowane pogłębieniem wiedzy z tego zakresu. Światłowody są podstawowym medium transmisyjnym wykorzystywanym przez sieci i systemy teletransmisyjne. Bez nich trudno byłoby sobie wyobrazić współczesną telekomunikację. Jednym z istotnych parametrów włókna światłowodowego są współczynniki załamania światła w rdzeniu i płaszczu Kąt pod jakim pada światło α₁ na granicy dwóch ośrodków jest inny niż kąt α₂, pod którym światło wędruje w drugim ośrodku (rysunek 2.15).

Rys.2.15. odbicie i załamanie światła na granicy ośrodków

Współczynniki załamania światła n₁  i  n₂  w obu ośrodkach są związane następującą zależnością:

Promienie światła mogą wpadać do rdzenia po różnymi kątami. Maksymalny kąt względem osi światłowodu, nazywany kątem krytycznym θm,. to taki kąt, przy którym promień światła po dotarciu do granicy rdzenia, nie wydostaje się na zewnątrz, czyli do płaszcza, lecz wędruje równolegle na granicy obu ośrodków. Z kątem krytycznym jest związane pojęcie apertury numerycznej NA. Aperturę numeryczną można obliczyć z następującej zależności:

W powyższym przykładzie pojawiły się dwa dodatkowe pojęcia: światłowód skokowy oraz światłowód wielomodowy.  Współczynnik załamania światła może być jednakowy w całym przekroju rdzenia, wtedy mówimy o światłowodzie skokowym, ale może też zmieniać się. Na rysunku 2.16 pokazano przykład światłowodu skokowego i gradientowego. 

Rys.2.16. Rodzaje światłowodów
 

Jeżeli promienie światła rozchodzą się w światłowodzie wieloma drogami, to taki światłowód nazywany jest wielomodowym. W światłowodach jednomodowych światło rozchodzi się przede wszystkim wzdłuż osi światłowodu (rysunek 2.16). Drogi poruszania się światła w światłowodach wielomodowych mogą być różne (np. krzywa łamana, sinusoidy). Światłowody wielomodowe mają ogólnie gorsze właściwości od światłowodów jednomodowych i nie nadają się do transmisji sygnałów na duże odległości. Mają one jednak pewną przewagę nad światłowodami jednomodowymi. Osprzęt do nich jest nieco tańszy i dlatego niekiedy używa się światłowodów wielomodowych.