Həndəsi optika qanunları. Lif optikası. İşıq dəstəsi və işıq süası

Stereomikroskop. Belə mikroskoplar, mikroskop altında görülən çox incə işlər üçün, məsələn, saat mexanizləri ilə işlədikdə, mikroelektronikada, neyrocərrahiyədə və s. nəzərdə tutulur. Bu tip işlərdə mikroskop altında olan obyektn hər üç koordinatını nəzarətdə saxlamaq üçün dərin (kəskin) görmə və kifayət qədər sərbəst işləmək üçün yer (fəza) olmalıdır. Stereomikroskoplar çox da böyük olmayan böyütməyə (bir neçə vahiddən tutmuş onlarla), ancaq böyük obyektiv məsafəsinə (obyektivdən müşahidə nöqtəsinə qədər olan məsafə) malik olurlar.
Polyarizasiya mikroskopları. Mikroskopda müşahidə vaxtı obyektdən qayıdan şüanın polyarlaşması dəyişə bilər. Bu halda belə obyektləri polyarlaşma filtrindən keçən işıqla işıqlandırırlar və obyektdən qayıdan şüa ikinci polyarlaşma süzgəcindən keçirilir.
Rentgen mikroskopu. Rentgen şüalarını praktik olaraq adi linzalar vasitəsilə fokuslamaq mümkün deyil, çünki şəffaf mühitlərdə rentgen şüaları qçün sındırma əmsalı demək olar ki,eynidir və vahiddən çox az fərqlənir. Rentgen şüalarını ~ 10 nm diametrli ləkə kimi fokuslamaq üçün şüalanmanın dalğa xarakterindən və dalğa cəbhəsinin Hüygens-Frenel qanunu ilə yayılmasından istifadə edilir. Frenelin zona lövhəsi adi linza kimi paralel rentgen şüalarını nöqtə kimi fokuslaya bilir. Zona lövhəsində bir əsas və çoxlu sayda əlavə fokus vardır. Dalğaların, qonşu açıq zonadan əsas fokusa qədər olan yollar fərqi şüalanmanın dalğa uzunluğuna bərabər olur. Fokuslanma isə, açıq zonalardan gələn dalğaların fokus nöqtəsinə eyni faza ilə gəlməsinin nəticəsidir.


Şəkil 15. Rentgen mikoskopunun prinsipial sxemi.


10. Lif optikası

Lazerlərin meydana çıxması ilə optik rabitə vasitələrinin sürətli inkişafı başladı, ancaq tezliklə məlum oldu ki, mövcud lazer rabitə vasitələri o qədər də etibarlı deyil, çünki meteoşəraitdən asılı olaraq optik siqnallar daha tez çönür. 1960- cı illərdə rabitə vasitəsi kimi istifadə oluna biləcək optik kabellər – şüşə optik-lif işıqötürənləri meydana çıxdı.

Optik-lif işıqötürən kabelin quruluşu aşağıda göstərilmişdir (şəkil 16).

Şəkil 16.Optik lifin quruluşu.

Optik-lif işıqötürəninin iş prinsipi, işığın tam daxiləqayıtma hadisəsinə əsaslanır (şəkil 17).

Şəkil 17. Şüanın ikiqat optik işıqötürəndən yayılması.

Sınma qanununa görə

n₁sinα₁ = n₂sinα₂
n₁ – optik lifin sındırma əmsalı,
n₂ – optik lifi əhatə edən polimer materialın sındərma əmsalıdır.
Əgər n₂ < n₁ olarsa, onda n₁ artdıqca, n₂ –nin elə qiyməti var ki, bu zaman şüa tam daxiləqayıtmaya yğrayar. Əgər, şüa α₀ –dan kiçik bucaq altında işıqötürənə düşərsə o, işıqötürən lif boyunca yayılar,bundan böyü bucaq altında düşən şüalar isə lifin örtüyü tərəfindən udulur.
O ptik işıqötürən liflər SiCl₄ və O₂ qaz qarışığından təmiz silisium (SiO₂) almaq yolu ilə hazırlanır. Göstərilən qarışığa B₂O₃ əlavə edərək onu 1200-1600⁰C temperatura qədər qızdırılmış kvars borudan buraxırlar. Bu zaman, brom əlavəli çöküntü alınır. Sonra bu şöküntndən təmiz kvars alırlar. Yenidən, daha yüksək temperatura qədər qızdırılmadan sonra, alınan materialdan dartma yolu ilə nazik (sap kimi) liflər çəkirlər.
D
Şəkil 18.
ediyimiz kimi, özək liflə örtük sərhəddindən tam daxilə qayıtmaya yğrayan şüa ancaq özək lif daxilində yayılır. Əgər, özək lifin diametri düşən işıq dalğasının uzunluğuna bərabər və ya o tərtibdə olarsa onda şüa, ancaq bir trayektoriya üzrə (bir modlu) yayılar (şəkil 18). Əgər, özək lifin diametri düşən işıq dalğasının uzunluğundan çox böyük olarsa onda şüa çoxlu trayektoriya (çox modlu) üzrə yayılar (şəkil 19).
O
Şəkil 19.
ptik lif sistemində işıq mənbəyi ya işıq şüalandıran yarımkeçirici diodlar,
ya da lazerdir.
Aşağıdakı şəkildə optik – lif rabitə xəttinin ümumi sxemi verilmişdir: