《传感器原理及工程应用》第三版 郁有文 课后答案

1、光在光纤内的全内反射进行传输的，实际工作时需要光纤弯曲，但只要满足全反射条件，光线仍然继续前进。可见这里的光线“转弯”实际上是由光的全反射所形成的。 2、为满足光在光纤内的全内反射， 光入射到光纤端面的入射角θi应满足

?122??i??c?arcsin??nn1?n2???0?一般光纤所处环境为空气，则n0=1，这样上式可表示为

?i??c?arcsinn12?n228-7 光纤数值孔径NA的物理意义是什么？对NA取值大小有什么意义？ 【答】

1、数值孔径是表征光纤集光本领的一个重要参数，即反映光纤接收光量的多少。无论光源发射功率有多大，只有入射角处于2θc的光椎角内，光纤才能导光。如入射角过大，光线便从包层逸出而产生漏光。

2、光纤的NA越大，表明它的集光能力越强，一般希望有大的数值孔径，这有利于提高耦合效率； 但数值孔径过大，会造成光信号畸变。所以要适当选择数值孔径的数值，如石英光纤数值孔径一般为0.2~0.4。

8-8 当光纤的n1=1.46，n2=1.45，如光纤外部介质的n0=1，求光在光纤内产生全内反射时入射光的最大入射角?c的值？ 【解】

根据光纤数值孔径NA的定义

NA?sin?c?入射临界角?c为

1n12?n22?1.462?1.452?0.1706n0?c?arcsinNA?arc0.1706?9.80

故，得该种光纤最大入射角为9.80 ，即入射光线必须在与该光纤轴线夹角小于9.80 时才能传播。