光導纖維設計的原理

在通訊光纜中，全反射臨界角是光導纖維的關(guān)鍵性指標，在光導纖維中光線(xiàn)的傳輸過(guò)程如圖所示。光導纖維的芯層是高折射率ｎ１的透光玻璃纖維，外層是用低折射率ｎ２的玻璃纖維，且芯層與外層的玻璃纖維都是通過(guò)熔融復合紡絲方法生產(chǎn)的，通常ｎ１＝１．６２、ｎ２＝１．５２，即傳輸光線(xiàn)的內傳輸入射角θ１≥ａｒｃｓｉｎ１．５２/１．６２＝６８．７６°時(shí)，其在光導纖維內就能全程全反射，且不向玻璃纖維外漏光。此時(shí)玻璃纖維芯層的吸收率也較低，可以達到每千米長(cháng)光能損失量不到５％。同時(shí)考慮到光纜端入射的要求，還有一個(gè)指標是光源從空氣進(jìn)入玻璃纖維芯層的入射角θ０的臨界范圍θｍ（入射孔徑）。
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光導纖維中光線(xiàn)的折射和反射

式中：θｍ———光導纖維端面入射臨界角，即光導纖維的入射值孔徑；
ｎ１———玻璃纖維芯層折射率；
ｎ２———玻璃纖維皮層折射率；
& m+ w8 j$ ?2 a' iｎ０———空氣折射率１．０００２。

通常情況下，由于光導纖維的折射率為可知，則θｍ＝３４．０８°，即入射角θ０為０～３４．０８°的光將可進(jìn)入光纖全反射傳輸。
近代光纜用的光導纖維，除復合玻璃纖維外，有機高聚物的復合纖維也已開(kāi)始應用。

個(gè)人感覺(jué)，有機高聚物的復合纖維形式的光導纖維可能會(huì )成為智能可穿戴服裝的導電和信息傳遞纖維。