С. А. Бростилов, С. И. Торгашин, Н. К. Юрков
РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕТА В ИСКРИВЛЕННОМ
МНОГОМОДОВОМ ОПТИЧЕСКОМ ВОЛНОВОДЕ1
Аннотация. <...> Рассмотрен процесс распространения света в многомодовом оптическом волноводе, который используется в волоконно-оптическом датчике
давления. <...> Рассмотрены уравнения Максвелла для упрощенной геометрии изгиба оптического волокна. <...> Использованы методы статистического моделирования, например метод Монте-Карло, для расчета множества траекторий, опираясь на решение чисто геометрических задач нахождения точек пересечения
и использования условий Френеля в случае рефрагирующей точки отражения
или условия отражения от поверхности с двумя радиусами кривизны в случае
туннелирующей точки отражения. <...> Результат работы позволит эффективно
спроектировать и смоделировать чувствительный элемент датчика. <...> Ключевые слова: волоконно-оптический датчик давления, оптический волновод, метод статистического моделирования, туннельный эффект. <...> Введение
Как известно, распространение света с минимальными потерями по
оптическому волноводу (оптоволокну) осуществляется за счет эффекта
полного внутреннего отражения (ПВО) на границе оптически более плотной сердцевины и менее плотной оболочки волокна в случае ступенчатого
профиля и в некоторой области около границы в случае градиентного профиля [1]. <...> Подробное теоретическое исследование ПВО на основе электромагнитной теории света было проведено в начале прошлого века А. А. Эйхенвальдом [2]. <...> Эффект ПВО, кроме оптоволоконной техники, с успехом применяется
во многих прикладных областях оптики – рефрактометры, призмы и т.д. <...> Возникновение и развитие оптоволоконных средств передачи светового сигнала,
а также нелинейной оптики сделали явление ПВО еще более мощным и гибким инструментом и стимулировали более глубокое изучение распростране1
Статья подготовлена в рамках реализации проекта «Разработка методов и
средств неразрушающего диагностирования <...>