29
o‘zagining sindirish ko‘rsatkichi n
1
qobiqning sindirish ko‘rsatkichi n
2
dan
katta bo‘lishi kerak.
O‘zak va qobiq tayyorlanadigan materiallarning sindirish
ko‘rsatkichlari nisbatini optimal tanlash orqali yorug‘lik nurining o‘zak
ichida to‘liq ichki qaytishi ro‘y beradi va nurni faqatgina optik tola o‘zagi
bo‘ylab zigzagsimon tarqalishi ta’minlanadi.
Masalan, optik tola uchun xos bo‘lgan n
1
=1,48, n
2
=1,46 bo‘lsa, u
holda (3.1) qo‘llab, kritik tushish burchagini aniqlash mumkin:
Ө
kr
= arc sin (1,46/ 1,48) = arc sin (0,9864) = 80,6
0
.
SHunday sindirish ko‘rsatkichlari
nisbatiga ega, kritik tushish
burchagi Ө
kr
=80,6
0
ga teng, tushish burchagi Ө
2
esa Ө
kr
=80,6
0
dan katta,
masalan Ө
2
=81
0
bo‘lganda nur ikkinchi muhitga o‘tmay, boshlang‘ich
muhitda to‘liq ichki qaytadi. Optik tola bo‘ylab signallarning tarqalishi ana
shu prinsipga asoslangan. Ana shunday sindirish ko‘rsatkichlari,
kritik
chastota va tushish burchagi qiymatlariga ega optik tola orqali optik
signallarning tarqalishi 3.5-rasmda ko‘rsatilgan.
3.5-rasm. Optik tolada to‘liq ichki qaytish jarayoni.
3.5-rasmda kritik burchakdan katta burchak ostida Ө > Ө
kr
o‘zak-
qobiq chegarasiga tushgan nurlar (nur 1) chegarada to‘liq ichki qaytadi.
Tushish va sinish burchaklari teng Ө
1
= Ө
2
bo‘lgani uchun, nur 1 takroriy
qaytishlarga uchrab, o‘zak muhiti bo‘ylab zigzaksimon tarqaladi.
3
Ө
кр
=80,6
0
Ө
1
=81
0
Ө
2
=81
0
3
2
1
3
Ө
кр
=80,6
0
Ө
1
=81
0
Ө
2
=81
0
3
2
1
30
Ideal xolda yorug‘likning sochilishi va nolinchi dispersiya
bo‘lmaganda nur 1 o‘zak bo‘ylab istalgan masofaga tarqalishi mumkin [1].
Nur 1 yo‘naluvchi nur (moda) deyiladi.
Nur 2 Ө
kr
burchak
ostida tushib, sinadi va o‘zak-qobiq chegarasi
bo‘ylab tarqaladi.
Ө<Ө
kr
ostida tushgan nur 3 sinadi va qobiq chegarasiga tushib, qobiq
bo‘ylab tarqalishida so‘nadi yoki qobiqdan tashqariga chiqib ketadi. Ular
nurlanuvchi nurlar deyiladi.
Burchak aperturasi.
Optik tolaga bir emas, bir necha yorug‘lik nurlarining yig‘masi kirish
konusini hosil qilib tushadi va faqat kritik burchakdan katta burchak ostida
tushgan nurlargina OT o‘zagi bo‘ylab tarqaladi. Nurlarni tola o‘zagiga
maksimal tushish konusining yarim burchagiapretura burchagi -
a
, kirish
konusi 2
a
esa sonli apretura deyiladi (3.6-rasm). Sonli apertura NA bilan
belgilanadi (inglizchadan Numerical Aperture) va o‘zak,
qobiq sindirish
ko‘rsatkichlari orqali quyidagi munosabatdan aniqlanadi:
n
n
n
n
NA
D
2
)
-
(
sin
1
2
2
2
1
а
0
yoki (3.2)
)
-
(
2
2
2
1
1
n
n
k
NA
3.6-rasm. Optik tolaning apretura burchagi.
Ө
а
apertura
burchagi
2
1
2
1
Ө
а
31
(3.2) da adabiyotlarda uchrashi mumkin bo‘lgan, sonli aperturani
hisoblashning ikki formulasi berilgan. Ular sonli aperturaga yaqin
qiymatlarini beradi.
Birinchi formula nazariy, ikkinchisi esa amaliy
hisoblashlar uchun ishlatiladi. Bu yerda o‘lchash usullariga bog‘liq holda
k=0,98 yoki k=0,94 (EIA-455-29 yoki EIA-455-44 standartlari bo‘yicha
mos ravishda). Yuqoridagi 2.9-rasm
uchun berilgan n
1
=1,48, n
2
=1,46
qiymatlar uchun, (2.3) formula bo‘yicha sonli apretura qiymatlari:
0,242487 (nazariy) va 0,237637 (k=0,98) va 0,227938 (k=0,94) (amaliy)
[1].
Sindirish ko‘rsatkichlarining nisbiy farqi ∆
n
quyidagiga teng:
D
1
2
1
1
2
2
2
1
2
n
n
n
n
n
n
n
≤
a
burchak ostida, ya’ni apretura burchagi doirasida tushgan nurlar
(3.6-rasmdagi nur 1 mos keladi) to‘liq ichki qaytib, optik tola o‘zagi
bo‘ylab uzatiladi.
>
a
apertura burchagi doirasidan katta burchak ostida
tushgan
nurlar sinib, o‘zakdan qobiqqa o‘tadi. Bu nurlar qobiq bo‘ylab
tarqalib, asta sekin so‘na boshlaydi yoki qobiqdan chiqib ketadi (3.6-
rasmdagi mos ravishda nur 2 va 2
1
).
Apertura doirasiga mos keluvchi nurlar yo‘naluvchi (nur 1),
aperturadan tashqaridagi nurlar nurlanuvchi (nur 2 va 2
1
) nurlar deyiladi.
Aperturadan tashqaridagi qobiq bo‘ylab tarqaladigan nurlar qobiq bo‘ylab
uzatiluvchi nurlar deyiladi [1].
Eng ko‘p tarqalgan optik tolalarning parametrlarini tipik qiymatlari
3.2-jadvalda keltirilgan [15].
3.2-jadval
Dostları ilə paylaş: