مقدمه في الألياف البصرية

1. مقدمه في الألياف البصرية

2. نظرا لاستخدام العدسات في الألياف البصرية فسوف نلقي الضوء على بعض خواص العدسات الرقيقة:Thin lenses عند سقوط حزمة من الأشعة المتوازية على عدسة رقيقة في اتجاه مواز لمحورها تتجمع الأشعة النافذة في بؤرة العدسة الرئيسية ويتوقف البعد البؤري f على معامل انكسار العدسة (تناسب عكسي) وعلى نصفى قطر تكور سطحيها (تناسب طردي) وللحصول على عدسة ذات بعد بؤري صغير يلزمنا أن يكون نصف قطر تكورها صغير ولا يسبب زيغا كريا ( تعدد البؤر بسبب اختلاف زوايا انحراف الأشعة عند خروجها)

3. قواعد تحديد الأشعة: الأشعة المتوازية والموازية لمحور العدسة تنكسر مارة بالبؤرة الرئيسية • الشعاع المار بالمركز البصري للعدسة لا ينحرف الأشعة المنبعثة من بؤرة العدسة تنكسر موازية لمحور العدسة الأشعة المتوازية وتصنع زاوية مع محور العدسة تنكسر مكونة لبؤرة ثانوية

5. do جسم صورة كيفية تكون صورة لجسم : القانون العام للعدسات : ومعامل تكبير الصورة أو تصغيرها:

6. مثال: باستخدام القانون العام للعدسات وتعريف التكبير حدد مواضع الأجسام والتي تعطي: أي لكي يكون التكبير =1 فان الجسم يكون في مركز التكور نضع القانون العام في الصورة: لكي يكون التكبير > 1 فان: أى أن الجسم يقع بين البؤرة ومركز تكور العدسة ولكي يكون التكبير < 1 فان: أى أن الجسم يقع في موضع أكبر من مركز تكور العدسة

7. التكبير الزاوي: اذا كان الجسم نقطة تخرج منها أشعة بين مساراتها زاوية معينة مخروطية الشكل فالتكبير تكبير زاوي وليس طولي أو حجمي

8. العدسات متغيرة معامل الانكسار:Graded index rod lens فجوة ليف بصري ليف بصري هوائية العدسات التي تم شرحها حتى الآن ذات معامل انكسار ثابت وقد تم تصنيع عدسات متغيرة معامل الانكسار وتسمى " متدرجة أو منحدرة معامل الانكسار " GRIN دورة كاملة ربع دورة في الشكل عدسة GRIN متعددة الانحدارات يتم فيها دورات للانحدار. والعدسة ذات ربع دورة أو ربع درجة تعطي بعد بؤري صغير داخلي. هذه العدسة هي العدسة الأكثر ملائمة للاستخدام مع الألياف البصرية. عند استخدام عدسة رقيقة مع ليف بصري تنشأ بينهما فجوة هوائية عند استخدام عدسة GRIN مع ليف بصري لا تنشأ بينهما فجوة هوائية بل (التحام)

9. الطيف الضوئي:

10. بؤرة العدسة من وجهة النظر الموجية: إذا سقط ضوء متوازي منتظم الشدة على عدسة رقيقة فإن الدراسة الهندسية أوضحت أن هناك نقطة تجمع مهملة الأبعاد تسمى البؤرة إذا أعددنا هذا الإشعاع للسقوط على ليف بصري حيث قطر فتحته فيجب علينا فحص هذه البؤرة بدقة .

11. الكثير من المصادر الضوئية يعطى ضوءاً غير منتظم الشدة يتبع توزيع جاوس لشدة الضوء ( المنحنى الجرسي ) فالبؤرة للأشعة الجاوسية التوزيع عبارة عن بقعة واحدة تتناقص شدة إضاءتها حتى تصل للإظلام عند حافتها طبقاً للعلاقة الآسية التناقصية . إذا كان مصدر الضوء منتظم الشدة و فى بؤرة عدسة فإن الأشعة الخارجة تتبع الدراسة الهندسية إذا كان مصدر الضوء جاوسى التوزيع و فى بؤرة عدسة فإن الأشعة تخرج فى البداية متوازية ثم تنفرج .

12. و هذه حالة عامة للضوء عديم التجانس و الإنتظام من ناحية إنحناءه و اتساع بقعته الضوئية يفسر هذا الإتساع بأن موجات الضوء يحطم بعضها البعض فتقل شدة الضوء فيحاول الابتعاد عن العوائق ويتجنب التصادم معها ويزيد الانفراج حتى يختفي الضوء .

13. الألياف البصرية • تطرق التفكير إلى الألياف البصرية عندما فكر العلماء فى وسيلة للإتصالات بواسطة الإشارات الضوئية عبر قنوات مرشدة • GuidedChannels بين المرسل و المستقبل و كذلك كوسيلة لإيصال الضوء إلى أماكن صعب الوصول إليها مع ضمان الكفاءة العالية • و الأمان و السرية و عدم التأثر بالمجالات الخارجية .

14. إنتقال الضوء فى الألياف البصرية : • درسنا ظاهرة الإنعكاس الكلى و علمنا أن الضوء ينعكس إنعكاسا تاما فى نفس الوسط إذا زادت زاوية سقوطه عن الزاوية الحرجة و كان الضوء متحركا من وسط ثقيل ( كبير الكثافة و معامل الإنكسار ) إلى وسط خفيف انتشار متعدد الأنماط يسبب تباين في زمن الانتقال انعكاسات متتالية

15. هناك معلومات رقمية ستضيع أو تشوه