【计算机网络】光纤传输的全反射
- 一、光的折射
- 二、光纤的折射(全反射)
- 全反射
一、光的折射
- 光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变,从而使光线在不同介质的交界处发生偏折的现象。属于光的折射现象。
- 光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处,只是反射光返回原介质中,而折射光线则进入到另一种介质中。在折射现象中,光路是可逆的。
- 一般来讲,在两种介质的分界处,不仅会发生折射,也发生反射。例如在水中,部分光线会反射回去,部分光线会进入水中。反射光线光速与入射光线相同 ,折射光线光速与入射光线不相同。
二、光纤的折射(全反射)
如上图所示:
- 光纤中间的纤芯的折射率高,包层的折射率低(可以类比纤芯是水,包层是空气,从水里斜着往空气里照手电筒)。
- 垂直于两种传输介质的那条线叫法线。
- 入射光和法线的夹角叫入射角,θ1。
- 折射光和法线的夹角叫折射角,θ2。
- 光从高折射率介质往低折射率折射介质传播,折射角>入射角,θ1>θ2。
全反射
如上图所示,逐渐增大入射光θ1,就会导致折射角θ2不断增大,当θ2=90°时,就发生了全反射。
只要保证光纤的入射角足够大,让光线在光纤内发生全反射就可以让光信号在纤芯内传播。
当光线从较高折射率的介质进入到较低折射率的介质时,如果入射角大于某一临界角θc(光线远离法线)时,折射光线将会消失,所有的入射光线将被反射而不进入低折射率的介质。