Сұйық сәуле өткізгіштің спектралдық қасиеттері

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 45 бет
Таңдаулыға:

Қaзaқстaн Рeспубликaсының бiлiм жәнe ғылым министрлiгi

Әл-Фaрaби aтындaғы Қaзaқ ұлттық унивeрситeтi

Калымбек Ш. Б.

СҰЙЫҚ СӘУЛЕ ӨТКІЗГІШТІҢ СПЕКТРАЛДЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ

ДИПЛOМДЫҚ ЖҰМЫС

5B071900 - «Радиотехника, электроника және телекомуникациялар»

мамандығы

Aлмaты 2015

Қaзaқстaн Рeспубликaсының бiлiм жәнe ғылым министрлiгi

Әл-Фaрaби aтындaғы Қaзaқ ұлттық унивeрситeтi

Физика-техникалық факультеті

Қатты дене физикасы және бейсызық физика кафедрасы

«Қoрғaуғa жiбeрiлдi»

Кaфeдрa мeңгeрушiсi Приходько О. Ю.

ДИПЛOМДЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: «СҰЙЫҚ СӘУЛЕ ӨТКІЗГІШТІҢ СПЕКТРАЛДЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ»

5B071900 - «Радиотехника, электроника және телекомуникациялар» мaмaндығы бoйыншa

Oрындaғaн

Калымбек Ш. Б.

Oрындaғaн:

Ғылыми жeтeкшi

ф. -м. ғ. к., доцент

Калымбек Ш. Б.: Сванбаев Е. А.

Oрындaғaн: Нoрмa бaқылaушы

Калымбек Ш. Б.: Толегенова А. А

Aлмaты, 2015

РEФEРAТ

Диплoм жұмысы 51 бeттeн, 22 сурeттeн, 4 кeстeдeн, 27 әдeбиeт көздeрiнeн тұрaды.

Кiлт сөздeр: сәуле өткізгіш, сұйық сәуле өткізгіш, сыну көрсеткіші, бірмодалы профилі, көпмодалы профилі.

Жұмыстың мaқсaты: сұйық сәуле өткізгіштің спектралдық қасиетін анықтау.

Жұмыстың мiндeттeрi:

1. Сәуле өткізгіш арқылы өткен жарықтың спектрін зерттеу.

2. Сұйық сәуле өткізгіш арқылы өткен жарықтың спектрін зерттеу.

РEФEРAТ

Диплoмнaя рaбoтa излoжeнa нa 51 стрaницaх и сoстoит из 22 рисункoв, 4 тaблиц и сoдeржит 27 списoк испoльзуeмoй литeрaтуры.

Ключeвыe слoвa: световод, жидкий световод, показатель преломления, одномодовый профиль, многомодовый профиль.

Цeль рaбoты: измерить спектральные характеристики жидкого световода.

Зaдaчи исслeдoвaния:

1. измерить спектр света проникающий через световод;

2. измерит спектр света проникающий через жидкого световода.

ABSTRACT

The diploma project is presented on 51 pages and consists of 22 figures, 4 tables and contains 27 list of literature.

Keywords: emergency situation, psychology, human, temperant, psychology preparation, psychological assistance.

The purpose of work: ways to reduce impact emergencies situation on psychological state of human.

The research of tasks:

1. Familiarity with psychological activities of the Ministry emergencies of RK.

2. Identify general psychological action and human behavior in emergency situations.

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ . . .

: 1

КІРІСПЕ . . .: СӘУЛЕ ӨТКІЗГІШ ЖӘНЕ СӘУЛЕ ӨТКІЗГІШТІҢ ТҮРЛЕРІ . . .

4: 5

: 1. 1

КІРІСПЕ . . .: Сәуле өткізгіш, талшықты сәуле өткізгіштің сипаттамалары . . .

4: 5

: 1. 2

КІРІСПЕ . . .: Екі диэлектрлі ортаның бөлінген шегіндегі жарықтың сыну көрсеткіші мен шағылысуы және толық ішкі шағылысу . . .

4: 8

: 1. 3

КІРІСПЕ . . .: Сандық апертура . . .

4: 12

: 1. 4

КІРІСПЕ . . .: Сыну көрсеткішінің жиіліктік және кеңістіктік өзгерісі . . .

4: 13

: 1. 5

КІРІСПЕ . . .: Сатылы профильді, градиентті профильді және көпсатылы профильді сыну көрсеткішінің оптикалық талшығы . . .

4: 16

: 1. 6

КІРІСПЕ . . .: Оптикалық талшық және оптикалық талшықтың түрлері . . .

4: 21

: 1. 7

КІРІСПЕ . . .: Сұйықтықпен толтырылған шыны жүрекшелі микроқұрылымды талшықтың оптикалық қасиеттері . . .

4: 25

: 1. 8

КІРІСПЕ . . .: Талшықты-оптикалық байланыс жүйесінің структурасы . . .

4: 29

: 1. 9

КІРІСПЕ . . .: Талшықты-оптикалық байланыс және оптикалық жүйенің артықшылықтары . . .

4: 31

: 1. 10

КІРІСПЕ . . .: Оптикалық сигналдардың таралуын волноводты талдау . . .

4: 33

: 1. 11

КІРІСПЕ . . .: Оптикалық кабельдердегі ортақ функция мен әлсіреу классификациялары . . .

4: 36

: 1. 12

КІРІСПЕ . . .: Өзіндік әлсіреу, әлсіреуді өлшеу әдісі, жарық өткізгіш әдіс және кері шашырау әдісі . . .

4: 39

: 2

КІРІСПЕ . . .: СҰЙЫҚ СӘУЛЕ ӨТКІЗГІШТІҢ СПЕКТРАЛДЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ.

4: 43

КІРІСПЕ . . .: ҚОРЫТЫНДЫ . . .

4: 49

КІРІСПЕ . . .: ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ . . .

4: 50

КІРІСПЕ

Опто-талшықты зерттеудің бастапқы стадиясында, алғаш зерттелген материалдардың бірі әр түрлі сұйықтықтар болды. Көп жылдар бойы кварцты талшық технологиясын жасауды зерттеу, әр түрлі аз шығынды опто-талшықтар құрылуына алып келді. Опто-талшық нөлдік дисперсиясымен, аралас дисперсиясымен, бірмодалы, аз модалы және көпмодалы талшықтар құрылды. Талшық сатылы немесе градиентті профилді сыну көрсеткішті. Жаңадан түрлі опто-талшықтарды жасау мен зерттеу мұнымен тоқталған жоқ.

Талшықтардың дамуы бойынша жаңа бағыттар солитонды байланыс жүйесін құру үшін, бейсызықты эффектілер тарта отырып байланыстырады. Кварцты талшықта бейсызықты эффектілер әлсіз болып келеді. Фотонды-кристалды немесе тесік волноводтарда бейсызықты эффектілер күштірек болады. Микроқұрылымды талшық немесе екі өлшемді фотонды кристалдар негізіндегі опто-талшық, оптикалық материалдардың жаңа бөлімін қарастырады, яғни геометрия құрылымының өзгеруі есебінен, оның қасиеттері үлкен шекте өзгеруі мүмкін.

Келесі қызығы тесік құрылымды толықтыру мүмкіндігі сұйықтықтар болып табылады. Әр түрлі сұйықтықтармен толтыру тесік волноводтың параметрлерін өзгертуі мүмкін. Егер сыну көрсеткіші үлкен болса, онда жарық сұйықтыққа енеді. Егер сұйықтықтың сыну көрсеткіші аз болса, онда сұйық оптикалық барьер болады. Сұйықтықтың сыну көрсеткішін өзгерту арқылы, бірмодалық режимде үлкен диаметрде тесік волноводтарды жүзеге асыру үшін шарттар құруға болады. Шыны талшық пен сұйықтықтың спектралды және бейсызықты қасиеттерін біріктіруге болады.

Опто-талшықта қолдану үшін маңызды болатын сұйықтықтың негізгі оптикалық параметрлеріне жұтылудың спектралды тәуелді коэффициенттері және сыну көрсеткіштің бейсызықтығы жатады.

Осы жұмыста сұйық сәуле өткізгіштің спектралдық қасиеттерін зерттеу бойынша тәжірибелік зерттеулер жүргізілген.

1. СӘУЛЕ ӨТКІЗГІШ ЖӘНЕ СӘУЛЕ ӨТКІЗГІШТІҢ ТҮРЛЕРІ

1. 1 Сәуле өткізгіш, талшықты сәуле өткізгіштің сипаттамалары

Сәуле өткізгіш - бағытталған жарықты жіберу үшін арналған жабық құрылғы. Ашық кеңістікте жарықтың жіберілуі тура бағытталу көрінісінде мүмкін және бастапқы сәуленің таратылуымен, жұтылуымен және атмосферада таратылуымен шектеледі. Сәуле өткізгішке өту оны үлкен қашықтыққа жіберу кезіндегі сәуле өткізгіш энергиясының шығынын әлде қайда төмендетеді, сонымен қатар қисық сызықты трасса бойынша сәуле өткізгіш энергиясын жібереді.

Сәуле өткізгіштің бірнеше түрлері жасалған, олардың ішіндегі линзалы сәуле өткізгіш, ол трубада бекітілген жүйені және белгілі бір қашықтықта орналасқан линзаларды түсіндіреді. Бірақ бұл кең қолданыс таппады.

Қазіргі уақытта кең қолданыс тапқан сәуле өткізгіштің бір түрі майысқақ диэлектрлі талшықты сәуле өткізгіш, бұл оптикалық шығыны аз, үлкен қашықтықта жарықты жіберуге мүмкіндік бере алады. Қарапайым жағдайда ол оптикалық көрінетін материалдан жасалған жіңішке жіп тәрізді болады, оның жүрекшесі a ₁ сыну көрсеткішін көрсетеді n _1, ал а ₂ радиусының қабықшасы сыну көрсеткіші келесідей болады п ₂ <п ₁ (Сурет 1. 1) .

Сәуле өткізгіш өсіне жеткілікті аз бұрышпен жүрекшеге кіретін оптикалық жарықтар жүрекшенің үстіңгі бөлігінде толық ішкі шағылыс болады және жүрекше бойынша ғана таратылады.

Сурет 1. 1. Талшықты сәуле өткізгіштің көлденең қимасы

Сәуле өткізгіштің мәніне байланысты жүрекшенің диаметрі 2a ₁ бірнеше мкм ден жүздеген мкм құрайды, ал 2а ₂ бірнеше ондаған мыңдаған мкм кұрайды.

2a ₁ және п ₁ - п ₂ шамаларын берілген толқын ұзындығы шамалары бойынша сәуле өткізгіште таратылатын толқын түрлерінің санымен анықталынады. 2a ₁ және п ₁ -п ₂ таңдағанда сәуле өткізгіш бірмодалық режимде жұмыс істетуге болады. Оптикалық сәуле өткізгіштер оптикалық байланыс жүйелерінде кең қолданыс тапқан.

Сәуле өткізгіштердің маңызды сипаттамаларының бірі оптикалық шығындар және топтық жылдамдық дисперсиясы болып табылады, оптикалық бейсызық және механикалық тығыздық. Жиырмасыншы ғасырдың жетпісінші жылдары ИҚ аумақты спектрге жақын ~1 дБ/км өшу сигналымен кварцы шыны негізінде талшықты сәуле өткізгіш жасалған.

Осындай сәуле өткізгіштің спектрінің оптикалық шығыны 1. 2, а суретте келтірілген. 1, 55 мкм толқын ұзындығында минималды болатын шығын $\approx$ 0, 16 дБ/км құрайды. Осындай сәуле өткізгіштердің материалдары кварцты шыны болады.

Бірмодалы талшықты сәуле өткізгіштің екінші маңызды сипаттамасы, оптикалық байланыс жүйесінд кеңінен қолданылатын топтық жылдамдық дисперсиясы болып табылады. 1. 2, б суретте кварцты шыны негізіндегі сәуле өткізгіш дисперсиясының спектрі көрсетілген. Мұнда көрініп тұрғаны қисық дисперсия л≈1, 3 мкм жақын 0 мен өтеді. Бұл дегеніміз осындай спектральды аумақта бір модалық талшықты сәуле өткізгіштің өткізу жолағы кварцты шыны негізінде ≈10 ¹¹ Гц*км максималды болады.

Сурет 1. 2. Оптикалық шығын спектрі (а) және (б) топтық жылдамдық дисперсиясы d v ₀ /dλ

Талшықты сәуле өткізгіштің сыну көрсеткішінің профилінің өзгерісін, абсолютті минимум оптикалық шығын орналасқан 1, 55 мкм-ге жақын аумақтағы нөлдік дисперсиямен араластыруға болады. Мұндай талшықты сәуле өткізгіш (дисперсиясы араласқан) жасалған және алдағы оптикалық байланыстағы кең жолақты жүйелерде үлкен қолданыс тапқан. Талшықты сәуле өткізгіштер әлде қайда күрделі конструкциясымен жасалған, мысалы, көпқабатты сәуле өткізгіш. Бірмодалы сәуле шығарғыштың соңғы түрі, таралатын жарықтың поляризациясын сақтау үшін қолдануға жақсы болып табылады.

Негізінен шыны талшықты сәуле өткізгіштер оптикалық байланыстар жүйесіне арналған сызықты ортада жіберуге жасалған, кейінірек, бейсызықты материалдарға жарамды екендігі белгілі болды. Шыны талшықты сәуле өткізгіштерде оптикалық бейсызықтық n сыну көрсеткішінің лазерлі сәулелену интенсивтілігіне I: n = n ₀ + п'l , тәуелділігінің нәтижесінде пайда болады, мұнда n ₀ - интенсивтілік мәні төмен болған кездегі сыну көрсеткішінің сызықты бөлігі және интенсивтілікке тәуелді емес; п'I - бейсызықты қосынды, п' - кварцты шыны 3, 2*10 ^-16 см ² /Вт тең болғандағы шама коэффициенті. Аз шамалы п' үшін кварцты шыны, оның жақсы бейсызықты материал емес екендігін көрсетеді. Бірақта, шыныны талшықты сәуле өткізгіш түрінде қолданғанда, 10 ^-16 см ² бірмодалы талшықты сәуле өткізгіштің жүрекшесінің кішкентай киылысымен байланысты болатын бейсызықтық үлкен эффектте болуы мүмкін. Бұл дегеніміз, қуаты 1Вт болатын лазерлі сәулеленуді сәуле өткізгішке енгізгенде, интенсивтілігі I~1МВт/см ² болады. Мұндай жоғары интенсивтілік, жоғары интенсивті сәулелену затымен бірнеше км-ге дейін өзара әрекеттерімен ұзындықты қамтамасыз ету арқылы, оның төмен оптикалық шығынының нәтижесінде үлкен ұзындықта сақталады. Шыны талшықты сәуле өткізгіш нәтижесінде деңгейлі қуаты 1-10мВт болатын әртүрлі бейсызықты процесстер эффективті түрде өтеді.

Тәжірибеде үлкен рөл атқаратын, әлдеқайда қызығырақ бейсызықты эффектілер, спектральды аумақта кері дисперсиямен топтық жылдамдықпен талшықты сәуле өткізгіште оптикалық импульстерді таратудың солитонды режимі болып табылады (λ>1, 3 мкм, 1. 2, б сурет) . Идеалды сәуле өткізгіш шығынсыз оптикалық солитон өзінің формасын өзертпей таралады. Сондықтан, солитондар кеңжолақты және талшықты-оптикалық байланыс жүйелерінде ақпарат тасушы ретінде қолданған ыңғайлы. Лабораторияда солитонды байланыс жүйелері жасалған, яғни коммерциялы желі байланысында қолданылуы мүмкін.

Практикада талшықты сәуле өткізгіштерді қолданудың маңызды сипаттамаларының бірі механикалық беріктік болып табылады. Теорияда кварцты шыныдан жасалған жіптерді үзуге беріктігі 20-25 ГПа құрайды, сәуле өткізгіштің максимум беріктігі, кварцты шыны негізінде, қорғалған полимерлі пленкаларда 5-6 ГПа тең. Жоғары сапалы талшықты сәуле өткізгіштердің беріктілігі шыны ақауларының үстіңгі бетіне байланысты, яғни сәуле өткізгіш әрекетіне дымқыл түскенде, сәуле өткізгіштің бұзылуына алып келетін деңгейге жеткенде кернеу жоғарылайды. Сәуле өткізгіштің беріктілігін жоғарылатудың эффективті тәсілдерінің бірі сәуле өткізгішке герметикалық жабынмен келтіріп, оларды жасау. Металды герметикалық жабынмен жабу лабораторияда беріктігі 12-ден 15 ГПа аралығында болатын сәуле өткізгіш түрлерін алды. 1. 3-ші суретте полимерлі (а) және металды (б) жабынмен талшықты сәуле өткізгіштердің беріктілігінің орналасу функциялары көрсетілген

Сурет 1. 3. Талшықты сәуле өткізгіштердің беріктілігінің орналасу функциясы [1] .

1. 2 Екі диэлектрлі ортаның бөлінген шегіндегі жарықтың сыну көрсеткіші мен шағылысуы және толық ішкі шағылысу

Жарықтың шағылысуы. Егер екі ортаның бөлінген шегіне жарық түскенде, белгілі бір бөлігі шағылысады. Шағылысқан жарықтың шамасы құлайтын жарық көзі мен жарық құлайтын үстіңгі бет нормалі арасындағы α ₁ бұрышына байланысты. Мұндағы термин «жарық көзі» жарық энергиясы өтетін жолды анықтау үшін қолданылады. Шағылысқан жарық көзі мен жарық құлайтын үстіңгі бет нормалі арасында түзілген, α ₂ бұрышы мен шағылысқан жарық көзі үшін (Сурет 1. 4), келесі талаптар күшіне енеді.

Сурет 1. 4. Жарықтың шағылысуы [2] .

Шағылысқан жарық көзі:

˗құлайтын жарық көзі мен жарық көзі құлайтын үстіңгі бет нормалі арасында түзілетін, жазықтықта калып кояды;

-құлайтын жарық көзіне қатысты жарық көзі құлайтын үстіңгі бет нормаліне қарама-қарсы бетте жатады;

-жарық көзі құлайтын үстіңгі бетке қатысты шағылысу бұрышы болады, құлау бұрышына тең.

_, (1. 1)

Жарық көзінің сынуы. Оптикасы төмен тығыз ортадан (мысалы, ауа) оптикасы жоғары тығыз ортаға (мысалы, шыны немесе су) өткендегі α құлау бұрышына жарық көзі кіргенде, онда оның таралу бағыты жарық көзі құлайтын үстіңгі бет нормаліне байланысты өзгереді, ол басқа бұрыш β сынады.

Изотропты орта үшін, яғни бағыттары бойынша қасиеттері бірдей материалда немесе затта, Снеллиустың сыну заңын қолданамыз: құлау бұрышының сыну бұрышының синусына қатынасы тұрақты шама болып табылады және с ₁ /с ₂ жарық жалдамдығының қатынасына тең, мұнда с ₁ бірінші орта және с ₂ екінші орта жылдамдығы (Сурет 1. 5) .

, (1. 2)

Мұнда, α - құлау бұрышы; с ₁ - бірінші жарық жылдамдығы; β - сыну бұрышы; с ₂ - екінші жарық жылдамдығы.

Сурет 1. 5. Жарықтың сынуы

Екі оптикалық орта ішінен тығызырағы деп, жарық жылдамдығы азын айтамыз.

С ₀ жылдамдықпен таралатын жарық вакуумнан ортаға с жылдамдықпен өткен кезде келесі қатынас болады:

, (1. 3)

Вакуумдағы с ₀ жарық жылдамдығының ортадағы жарық жылдамдығына қатынасы ортаға байланысты n сыну көрсеткіші деп аталады (толығырақ, фазалық сыну көрсеткіш) . Вакуумның (ауа) сыну көрсеткіші n _o =1 тең.

Әртүрлі екі орта n ₁ және n ₂ сыну көрсеткіштерімен және сәйкесінше С ₁ және С ₂ жылдамдықтармен келесі қатынас болады:

, (1. 4)

Бұдан Снеллиустың тағы бір заңы шығады ─ құлау бұрышының синусы сыну бұрышының синусына қатынасы сыну көрсеткішіне сәйкес кері қатынасқа тең:

, (1. 5)

Егер жарық n ₁ сыну көрсеткішімен орта арасының үстіне, және жаймен төмендететін бұрыштың n ₂ <n ₁ сыну көрсеткіші ортасымен немесе жаймен жоғарылайтын бұрыш a құлауында, анықталынған a _о құлау бұрышында сыну бұрышы (Сурет 1. 6) тең болады.

Сурет 1. 6. Толық ішкі шағылысу

$1' -$ толығымен шағылған жарық көзі;

$2' -$ сыну бұрышында сынған жарық көзі;

$3' -$ сынған жарық көзі.

Бұл жағдайда жарық көзі екі орта бөлігінің үстінде параллель таралады. Құлау бұрышы a _о екі орта арасындағы критикалық бұрыш деп аталады.

Критикалық бұрыш a _о үшін келесі теңдік болады:

, (1. 6)

яғни критикалық бұрыш n ₁ және n ₂ екі орталарының сыну көрсеткіштеріне тәуелді болады.

Мысалы, критикалық бұрыш үшін сумен және ауамен шығады және ; шыны арасымен және ауамен ол тең болады және [3] .

Құлау бұрышы а критикалық бұрыштан a _о үлкен жағдайда барлық жарықтар үшін тығыз ортада оптикада сәулелердің сыну көрсеткіштеріне сәйкес емес.

Толық ішкі шағылысу дегеніміз осы жарық көздері оптикалық тығыз ортаға кері шағылысуын айтамыз.

Толық ішкі шағылысу ортаның үстіңгі қабатында тек оптикасы көбірек тығыз ортадан (мысалы, шыны ) оптикасы азырақ тығыз ортаға (мысалы, ауа ) таралғанда шағылысады, және кері жағдайда болмайды [4] .

1. 3 Сандық апертура

Толық ішкі шағылысу эффектісі оптикалық волноводтарда түзіледі, яғни сәуле өткізгіш ортасында сыну көрсеткіші «шыны жүрекше» болады және оның айналасында сыну көрсеткіші «шыны қабыршақ» болады, сонымен бірге -ден бірнеше жоғары болады (Сурет 1. 7) .

Сурет 1. 7. Талшықты сәуле өткізгіште жарық көзінің таралуы

теңдігінен келесідей, яғни сәуле өткізгіш өсінен көп емес бұрышқа қарай тебілетін барлық сәулелер жүрекшеде таралады.

Сәулені сырттан жүрекшеге енгізу үшін (ауаның сыну көрсеткіші ), жарық көзімен сәуле өткізгіш oсі арасында енгізу бұрышы арқылы сыну заңымен сәйкесінше анықтауға болады:

, (1. 7)

және сәйкесінше,

, (1. 8)

критикалық бұрышқа қатысты нәтижесі келесідей болады:

, (1. 9)

Максималды мүмкін енгізу бұрышы, (сәуле өткізгіш соңындағы сәуле) деп сәуле өткізгіштің апертуралы кіріс бұрышы айтылады. Ол тек қана екі сыну көрсеткіштеріне байланысты: және Апертуралы кіріс бұрышының синусы деп NA сәуле өткізгіштің сандық апертурасы айтылады:

, (1. 10)

Талшықты сәуле өткізгіште сәуле енгізу үшін бұл шама өте маңызды болып табылады [5] .

1. 4 Сыну көрсеткішінің жиіліктік және кеңістіктік өзгерістері

Толқындық пакеттер ішінде әр түрлі ұзындықтарына байланысты бөлек толқындар әр түрлі жылдамдықтармен таралады. Мұндай толқындық пакеттің таралу жылдамдығы деп топтық жылдамдықты айтады. Анықталынған және топтық сыну көрсеткіші сәйкесінше, сыну көрсеткішінің келесідей түрімен сәйкестендырыледі:

, (1. 11)

1. 8-ші суретте l толқын ұзындығына байланысты таза кварцты шыны үшін, және үшін қисықтары көрсетілген.

Сурет 1. 8. Сыну көрсеткіші және толық сыну көрсеткіші (100% SiO ₂ )

1. 1-ші кестеде кварц үшін және бірнеше сандық мәндері келтірілген.

Кесте 1. 1. Сыну көрсеткіш және топтық сыну көрсеткіш .

Толқын ұзындығы l , нм

Сыну көрсеткіші n

Топтық сыну көрсеткіші n _g

Толқын ұзындығыl, нм: 600

Сыну көрсеткішіn: 1, 4580

Топтық сыну көрсеткішіng: 1, 4780

Толқын ұзындығыl, нм: 700

Сыну көрсеткішіn: 1, 4553

Топтық сыну көрсеткішіng: 1, 4712

Толқын ұзындығыl, нм: 800

Сыну көрсеткішіn: 1, 4533

Топтық сыну көрсеткішіng: 1, 4671

Толқын ұзындығыl, нм: 900

Сыну көрсеткішіn: 1, 4518

Топтық сыну көрсеткішіng: 1, 4646

Толқын ұзындығыl, нм: 1000

Сыну көрсеткішіn: 1, 4504

Топтық сыну көрсеткішіng: 1, 4630

Толқын ұзындығыl, нм: 1100

Сыну көрсеткішіn: 1, 4492

Топтық сыну көрсеткішіng: 1, 4621

Толқын ұзындығыl, нм: 1200

Сыну көрсеткішіn: 1, 4481

Топтық сыну көрсеткішіng: 1, 4617

Толқын ұзындығыl, нм: 1300

Сыну көрсеткішіn: 1, 4469

Топтық сыну көрсеткішіng: 1, 4616

Толқын ұзындығыl, нм: 1400

Сыну көрсеткішіn: 1, 4458

Топтық сыну көрсеткішіng: 1, 4618

Толқын ұзындығыl, нм: 1500

Сыну көрсеткішіn: 1, 4446

Топтық сыну көрсеткішіng: 1, 4623

Толқын ұзындығыl, нм: 1600

Сыну көрсеткішіn: 1, 4434

Топтық сыну көрсеткішіng: 1, 4629

Толқын ұзындығыl, нм: 1700

Сыну көрсеткішіn: 1, 4422

Топтық сыну көрсеткішіng: 1, 4638

Толқын ұзындығыl, нм: 1800

Сыну көрсеткішіn: 1, 4409

Топтық сыну көрсеткішіng: 1, 4648

теңдігі сыну көрсеткішінің көлбеу қисығын береді, яғни қарастырылып отырған толқын ұзындығының диапазонында кері болып табылады. Сондықтан кез келген толқын ұзындығында топтық сыну көрсеткіші сыну көрсеткіші n -нен көп. Оптикалық сигналдарды жіберу уақытын есептеу үшін, тек қана топтық сыну көрсеткішін қолдану қажет [6] .

Маңыздысы, толқын ұзындығы 1300 нм жақындағанда, топтық сыну көрсеткіші өзінің минимумына түседі. Мұндай толқын ұзындығының диапазоны әсіресе оптикалық байланыс үшін қызықты емес болып табылады.

Талшықты сәуле өткізгіште мода таралуы, осы профильдің сыну көрсеткішінің таралуының үлгісіне байланысты (Сурет 1. 9) .

Сурет 1. 9. Талшықты сәуле өткізгіштің сыну көрсеткішінің профилі

Тәжірибелерде қолдану үшін маңыздысы «Қуат заңы бойынша суреттелетін, сыну көрсеткішінің таралу профилі» болып табылады. Бұл сыну көрсеткішінің профилі радиус бойынша қисықтың өзгерісі радиустың қуат функция суреттеледі:

үшін (жүрекшеде) (1. 12)

және

, үшін (қабыршақта) (1. 13)

мұндағы,

─ жүрекше ортасындағы сыну көрсеткіші;

─ оптикалық талшық осі бойындағы сыну көрсеткіші;

─ сыну көрсеткішінің нормаланған айырмашылығы;

r ─ оптикалық талшық осінен қашықтық, мкм;

a ─ жүрекше радиусы, мкм;

u ─ қуат профилінің көрсеткіші;

─ қабыршақтың сыну көрсеткіші [7] .

Сыну көрсеткіштерінің нормаланған айырмашылағы NA сандық апертурасымен немесе және сыну көрсеткіштерінің келесі түрімен сәйкестендіріледі:

, (1. 14)

Ерекше жағдайларды белгілейік (Сурет 1. 9) :

- үшбұрышты профиль

- параболоидты профиль

u®¥ - сатылы профиль ( n шамасының шегі шексіз) .

Тек соңғы жағдайда ғана ─ сатылы профиль кезінде, шыны жүрекшесіндегі сыну көрсеткіші тұрақты болып тұрады. Барлық басқа профильдер үшін шыны жүрекшедегі сыну көрсеткіші талшықты сәуле өткізгіш осімен n ₂ -ден шыны қабыршақтың n ₁ -ге дейін біртіндеп өседі.

Сондықтан мұндай профильдерді сыну көрсеткіштерін таратудың градиентті профильдері деп атайды. Мұндай атау әсіресе шамасы болатын параболоидты профильге жақсы айтылған, мұндай профилі бар оптикалық талшық жарық көзін жіберуде өте жақсы сипаттамаларға ие болады [8] .