1400/12/16

پرسش:

منظور از مد نوری داخل فیبر دقیقا چی هست؟

پاسخ:

وقتی که نور وارد یک بلوک شیشه ای می شود ممکن است بدون بازتاب از دیواره ها مستقیم به راه خود ادامه دهد. اگر این شیشه نازک باشد مثل شیشه روی میز، اغلب نور با بازتاب از سطوح بالا و پایین منتشر می شود و به سمت دیگر می رسد. شاید لبه روشن شیشه روی میز را دیده باشید. اگر این شیشه باز هم نازک تر باشد کم کم برای انتشار نیاز به شرایطی دارد. توجه داشته باشید این نور که تا اینجا به صورت پرتو نورانی آن را تصور می کردیم که از سطوح شیشه طبق قانون بازتاب، بالا و پایین از دو سطح بازتاب می کرد و به سمت دیگر می رسید، ماهیت موجی هم دارد. چون این نور رفتار موجی هم دارد وقتی که مثلا نور با زاویه مشخصی وارد چنین شیشه نازکی شود، و از سطح بالایی مثلا بازتاب کند و به سطح پایین برسد، جبهه موج اولیه و جبهه موج بازتابی باید تداخل سازنده کنند تا موج بتواند ادامه مسیر دهد. این شرط برای شیشه ضخیم مهم نیست و هر زاویه ای نور بتابد بالاخره موج دیگری برای یکی بودن پیدا می کند ولی وقتی شیشه خیلی نازک باشد هم شکل یا هم فاز بودن موج اولیه با موج بازتابی در زوایای خاصی اتفاق می افتد. این نورهایی که شرایط انتشار را دارند مودهای موجبر هستند و اگر شیشه ضخیم بود چنن موجبری مودهای فراوانی دارد ولی اگر شیشه نازک بود مودها محدود و گاهی فقط یک مود قابل انتشار است. فیبر نوری هم مثل همین موجبر است فقط دارای تقارن دایره ای هست.

برای دید بیشتر از این انتشار بد نیست کتابی مثل فوتونیک صالح فصل مربوط به موجبر را ببینید.