Question

【題目】由于激光是亮度高、平行度好、單色好的相干光，所以光導(dǎo)纖維中用激光作為信息高速傳輸?shù)妮d體．要使射到粗細(xì)均勻的圓形光導(dǎo)纖維一個(gè)端面上的激光束都能從另一個(gè)端面射出，而不會(huì)從側(cè)壁“泄漏”出來，光導(dǎo)纖維所用材料的折射率至少應(yīng)為多大？

Answer 1

【答案】設(shè)激光束在光導(dǎo)纖維端面的入射角為i，折射角為α．折射光線射向側(cè)面時(shí)的入射角為β，如圖所示．

由折射定律：
由幾何關(guān)系：
由全反射臨界角的公式：
cosβ=
要保證從端面射入的任何光線都能發(fā)生全反射，應(yīng)有 ， ．故
n= = = =
解得
光導(dǎo)纖維的折射率應(yīng)為
【解析】要保證不會(huì)有光線從側(cè)面跑出來，其含義是不管入射角多大都能在側(cè)壁發(fā)生全反射，令入射角等于90°，再由折射定律和全反射臨界角公式、幾何關(guān)系就可以求出材料的折射率．