Карта сайта
Stereogramma.ru - каталог стереограмм и 3D-иллюзий. Смотрите в оба!

Верблюды

Верблюды

Рассмотренные световоды имеют постоянное по всей длине сечение. Они передают изображение предмета или светового сигнала без изменения формы и масштаба. Вполне очевидно, что, изменив сечение световода, можно преобразовать выходной поток. На этом принципе работают волоконные преобразователи. Простейший из них — фокон — представляет собой световод с уменьшающимся по оси диаметром. Благодаря такой форме фокон концентрирует световой поток в меньшем объеме и, что особенно важно, равномерно распределяет энергию по всему выходному торцу. В свою очередь, расширяющийся фокон увеличивает диаметр потока, одновременно уменьшая его расходимость. Фокон с регулярной укладкой волокон подобно линзе уменьшает или увеличивает изображение.

Наряду с изменением масштаба световоды могут преобразовывать и форму светового потока. Например, поток с круглым сечением преобразуют в квадратный, прямоугольный, кольцевой и даже более сложной формы — в виде букв или цифр. Можно преобразовывать световую строку в спираль или многострочный прямоугольник. Очень удобными оказались световоды, разводящие свет по нескольким каналам, с их помощью удалось создать много компактных и легких конструкций. Такие световоды изготовляют в виде связки фоконов  либо в виде гибкого жгута, по форме напоминающего паука.


С помощью световодов преобразуют также изображение предметов, не нарушая при этом целостности картин, например, изменяют размер изображения только в одном направлении. Если попытаться с их помощью прочитать текст, то буквы будут казаться более узкими или более широкими, чем в оригинале. В классической оптике эти функции выполняет цилиндрическая линза. Это далеко не единственный пример волоконных трансформаторов. С помощью фокона с регулярной укладкой, например, можно исправлять кривизну поверхности изображения. Для этого необходимо, чтобы один торец фокона полностью повторял форму плоскости изображения, а другой был плоский. Такие фоконные линзы в последнее время стали широко применять с широкоугольными объективами.


Напомним, что в традиционных волоконных световодах показатель преломления изменяется на границе сердцевина — оболочка скачком, ступенчато. В связи с этим лучи в них распространяются по ломаной линии. В последние годы появился совершенно новый тип волоконных световодов, именуемый граданами или селфоками. Чем интересны граданы? Как правило, это одножильные световоды, без оболочек, с неодинаковым по сечению показателем преломления. Показатель преломления градана меняется плавно от оси к периферии, поэтому траектория луча криволинейна и не имеет изломов. Если в обычных световодах каждое волокно передает лишь один элемент изображения, то градан воссоздает изображение всего предмета. Причем изгиб волокна практически не сказывается на качестве изображения. Граданы называют  гибкими линзами» из-за их удивительного свойства самофокусировки. В зависимости от закона изменения показателя преломления они собирают или, наоборот, рассеивают световые лучи. Варьируя длину градана, можно менять его фокусное расстояние. С помощью градана можно получать изображение увеличенное или уменьшенное, действительное или мнимое, прямое или перевернутое. Однако граданы, как и все световоды, не способны самостоятельно передавать изображение удаленного предмета. Изображение проектируют на его входной торец, а градан передает его на свой выход.


Итак, рассмотренные основные виды световодов имеют необычные и практически полезные свойства. Однако не следует думать, что световоды могут вытеснить классическую оптику. При всех неоспоримых достоинствах волоконные световоды уступают оптическим системам в качестве изображения. Особенности волоконной оптики не позволяют передавать изображение мелких деталей. Обломанные или частично прозрачные жилы приводят к потере элементов изображения. Волоконные световоды в отличие от элементов классической оптики не способны самостоятельно передавать изображение удаленных предметов. Исключение составляет фоконный объектив, но и он передает изображение удаленного предмета только на свой выходной торец. Самофокусирующиеся световоды, граданы, также не формируют изображение, а передают то, что спроектировано на входной торец. И, тем не менее, существует ряд областей науки и техники, где волоконная оптика является незаменимой.


 

Читайте также: