Почему свет не покидает оптоволоконную нить
Внутри оптоволокна свет распространяется по стеклянной сердцевине, окружённой другой стеклянной оболочкой. Сердцевина устроена так, что её показатель преломления — мера того, насколько сильно материал замедляет свет, — немного выше, чем у оболочки. На границе этих слоёв возникает условие для полного внутреннего отражения: свет отражается обратно в сердцевину, а не преломляется наружу.
Как отражение удерживает сигнал
Результат зависит не только от материалов, но и от угла, под которым луч подходит к границе. Если угол достаточно велик, луч снова и снова отражается внутри сердцевины. Так световой импульс может пройти значительное расстояние, даже когда волокно изгибается плавно.
Информация передаётся сериями световых импульсов. На другом конце приёмник улавливает их и преобразует в электрический сигнал. Стеклянная оболочка помогает удерживать свет, а защитные слои вокруг волокна оберегают тонкую нить от повреждений.
Свет всё же постепенно ослабевает
Отражение не означает, что сигнал совсем не теряет силу: часть света поглощается материалом или рассеивается на его неоднородностях. Поэтому на длинных линиях сигнал приходится усиливать или восстанавливать. Но благодаря тому, что большая его доля остаётся внутри сердцевины, оптоволокно способно передавать данные далеко и с малыми потерями — в виде света, направляемого границей двух слоёв стекла.
