7. Энергия фотона согласно квантовой механике, пропорциональна частоте:

E= h f, где h — постоянная Планка, Е — энергия кванта,   f — линейная частота колебаний.  

Длина электромагнитной волны в вакууме обратно пропорциональна частоте и выражается через  скорость света: λ = C/ f .

8. Закон (Снелла) - преломления света на границе двух оптических сред

Угол падения света на поверхность связан с углом преломления соотношением

Здесь:  — показатель преломления среды, из которой свет падает на границу раздела;

 — угол падения света — угол между падающим на поверхность лучом и нормалью к поверхности;

 — показатель преломления среды, в которую свет попадает, пройдя границу раздела;

 — угол преломления света — угол между прошедшим через поверхность лучом и нормалью к поверхности.

9. Диспе́рсия све́та  (разложение света) - это явление, вызванное зависимостью абсолютного показателя вещества от частоты или длины волны света (частотная дисперсия), или, то же самое, зависимостью фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты).

Сущностью явления дисперсии является то, лучи света разной длины волны имеют неодинаковую скорость распространения в прозрачном веществе/среде —  в вакууме же скорость света всегда одинакова, независимо от длины волны и следовательно его цвета .

Обычно чем больше частота волны, тем больше показатель преломления среды и меньше ее скорость света в ней: у красного цвета максимальная скорость в среде и минимальная степень преломления.

У фиолетового цвета минимальная скорость света в среде и максимальная степень преломления.

10. Полное внутреннее отражения (ПВО) света на границе двух сред, если первая среда имеет > и Sin А = 1; n1x sin A1 = n2.

На практике: Если показатель преломления оболочки равен 1,474, то показатель преломления сердцевины — 1,479. И у такой пары стекол угол ПВО Arc sin (1,474/1,479) = 85,287 град

11. Важный параметр для волокна – числовая апертура, которая показывает эффективность ввода излучения в оптоволокно.

Расчетная апертура NA = Sin A = (n1 – n2)1/2

Где коэффициенты преломления: n1 – ядра, n2 - оболочки

Она зависит от материала и способа изготовления световода .

У чистого кварца она доходит до 0.25.

Для получения большей апертуры до 0.6 применяют боросиликатные стекла.

Для ступенчатых волоконных световодов числовая апертура обычно равна 0,18 – 0,23, а для градиентных – 0,13 – 0,18.

12. В многомодовом волокне Каждая мода проходит разное расстояние оптического пути т.е. проходит всю длину световода за разное время. Поэтому в многомодовом световоде со ступечатым ПП входящий короткий прямоугольный импульс света размывается во времени. Эти искажения обусловленные дисперсией (разложением света) и задержкой отдельных мод – и называют модовой дисперсией ( в будущем вы об поговорим подробнее!!!)

В световоде с градиентным изменением ПП, имеет место рефракция светового сигнала. Чем дальше отклоняется луч света от оси тем сильнее он заворачивается обратно к оси. В них дисперсия сигнала существенно меньше. Так как ПП уменьшается от оси к оболочке, то скорость света распространения света в среде с меньшем ПП будет выше. И поэтому более длинный оптический путь луча компенсируется меньшим временем его прохождения. Поэтому уменьшаются, а то и исчезают временные задержки для мод. Моды (волны) более высокого порядка распространяются в световоде по винтообразным траекториям.

13. В одномодовом волокне Минимальная длина волны, при которой волокно поддерживает только одну распространяемую моду, называется длиной волны отсечки. Для  одномодового волокна с d = 8.3 мкм и NA =0.12, длина волны отсечки  λ = 1310нм. Если вы выберете рабочую длину волны меньше длины волны отсечки, то получите многомодовый режим распространения света