光ファイバー
図の
ガラ
イバーの中では, 空中を伝わる光とは異なる伝わり方をしている.すなわち, 光は「モ
光通信では, 遠くまで光を伝えるために, 「光ファイバー」が利用されている. 光ファ
ード」 と呼ばれる 「遠くまで伝わることが可能なとびとびの光の組」 でしか伝わらないの中
このことを考えてみよう. 議論を簡単にするために光ファイバーの構造を図のようにサ
ンドイッチ状の簡単な構造であると考える. 屈折率, 厚さαのコアが屈折率n2のクラ
ッドではさまれており,> の条件を満たすようにつくられている.なお,以下の議
論では,空気の屈折率は1としてよい。 真空中の光の波長を入とする.以下の設問に答え
よ.
再び
通り
出身
光
2
y
空気
クラッド (屈折率 : n2)
コア(屈折率 : N1)
クラッド (屈折率 : n2)
(1)光を,光ファイバーの端面,空気側から,コアに入射させるとき, コアとクラッド
の境界面で全反射するためには,光ファイバー端面での入射角0にはある許容範囲が
ある. 許容範囲を示すに関する不等式を書け.
(2)光ファイバーの中を全反射しながら伝わる光は,図の軸方向に進むとともに,そ
れに垂直なy軸の方向にも反射を繰り返し往復していると解釈できる.ここで,光が
減衰なく伝わるためには, y 軸方向に定在波が形成される必要がある. このことから,
遠くまで伝わることが可能な光ファイバーへの入射角日も 「とびとび」 になることが
わかる.正の整数をNとして, sineをa, N, 入を用いて表せ.
位相がずれるしまえる