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光ファイバセンサ概論(6)

基礎編<その1>(10)

基礎編<その2>(10)

基礎編<その3>(10)

基礎編<その4>(3)

設計編<その1>(10)

設計編<その2>(3)

施工保守編<その1>(10)

施工保守編<その2>(10)

施工保守編<その3>(4)

コラム(11)

基礎編<その1>

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01_光ファイバの構造と伝送原理と種類は

事務局
光ファイバは、石英ガラスやプラスチックで形成される細い繊維状の物質です。中心部のコアとその周囲を囲むクラッドの二層構造になっています。コアの部分は、クラッドの部分よりも屈折率を高くしています。このため、光は全反射という現象により、コアの内部に閉じこめられた状態で伝搬します

図1
図1 光ファイバの構造図

光が屈折率の高い「物質1」から屈折率の低い「物質2」に到達すると、その角度を変えて進入します。このとき、進入角度が浅くなると、透過する角度も小さくなり、境界面に対し平行に近くなります。さらに、進入角度を小さくすると光は「物質2」に透過することができなくなり、すべての光がコアとクラッドの境界面で反射されます。このような現象を全反射と呼び、この性質を利用して光をコアの中に閉じ込めて光を長距離にわたって伝送することができます。

図2
図2 光の透過と反射

現在、最も良く使用されている光ファイバは、コア・クラッドともに石英ガラスでできているものです。光ファイバは、おおまかには光の伝搬するモードの数により「マルチモード(MM)」と「シングルモード(SM)」の2種類に分類されます。さらに、マルチモード光ファイバは、「ステップインデックス(SI)」と「グレーデッドインデックス(GI)」に分けられます。

光ファイバの伝送損失は、とても小さく、例えばシングルモード光ファイバに波長1550 nmの光を伝送させた際の損失は、約0.2 dB/kmです。

表1 光ファイバ中の光の伝搬
表1



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