Распространение света в искривленном многомодовом оптическом волноводе
Рассмотрен процесс распространения света в многомодовом оптическом волноводе, который используется в волоконно-оптическом датчике давления. Рассмотрены уравнения Максвелла для упрощенной геометрии изгиба оптического волокна. Использованы методы статистического моделирования, например метод Монте-Карло, для расчета множества траекторий, опираясь на решение чисто геометрических задач нахождения точек пересечения и использования условий Френеля в случае рефрагирующей точки отражения или условия отражения от поверхности с двумя радиусами кривизны в случае туннелирующей точки отражения. Результат работы позволит эффективно спроектировать и смоделировать чувствительный элемент датчика.
Авторы
Тэги
Тематические рубрики
Предметные рубрики
В этом же номере:
Резюме по документу**
С. А. Бростилов, С. И. Торгашин, Н. К. Юрков
РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕТА В ИСКРИВЛЕННОМ
МНОГОМОДОВОМ ОПТИЧЕСКОМ ВОЛНОВОДЕ1
Аннотация. <...> Рассмотрен процесс распространения света в многомодовом оптическом
волноводе, который используется в волоконно-оптическом датчике
давления. <...> Рассмотрены уравнения Максвелла для упрощенной геометрии изгиба
оптического волокна. <...> Использованы методы статистического моделирования,
например метод Монте-Карло, для расчета множества траекторий, опираясь
на решение чисто геометрических задач нахождения точек пересечения
и использования условий Френеля в случае рефрагирующей точки отражения
или условия отражения от поверхности с двумя радиусами кривизны в случае
туннелирующей точки отражения. <...> Ключевые слова: волоконно-оптический датчик давления, оптический волновод,
метод статистического моделирования, туннельный эффект. <...> Введение
Как известно, распространение света с минимальными потерями по
оптическому волноводу (оптоволокну) осуществляется за счет эффекта
полного внутреннего отражения (ПВО) на границе оптически более плотной
сердцевины и менее плотной оболочки волокна в случае ступенчатого
профиля и в некоторой области около границы в случае градиентного профиля <...> Подробное теоретическое исследование ПВО на основе электромагнитной
теории света было проведено в начале прошлого века А. А. Эйхенвальдом <...> Эффект ПВО, кроме оптоволоконной техники, с успехом применяется
во многих прикладных областях оптики – рефрактометры, призмы и т.д. <...> С другой стороны, эквивалентность математических моделей нарушенного
ПВО (НПВО) и процесса туннелирования квантовой частицы через потенциальный
барьер подняла множество фундаментальных вопросов [4],
важных с точки зрения как теории, так и практики. <...> В связи с этим становятся актуальными разработки новых приборов и
датчиков с применением градиентных материалов, принцип действия которых
основан на эффектах ПВО и НПВО. <...> Распространения <...>
** - вычисляется автоматически, возможны погрешности
Похожие документы: