Question

如圖所示，一臺激光器，它的功率為P，如果它發射出的單色光在空氣中的波長為λ.

(1)它在時間t內輻射的光能為________，如果已知這束單色光在某介質中的傳播速度為v，那么這束單色光從該介質射向真空發生全反射的臨界角為________．

(2)由于激光是亮度高、平行度好、單色性好的相干光，所以光導纖維中用激光作為信息高速傳輸的載體如圖所示．要使射到粗細均勻的圓形光導纖維一個端面上的激光束都能從另一個端面射出，而不會從側壁“泄漏”出來，光導纖維所用材料的折射率至少應為多大？

 

 

Answer 1

(1)Pt　arcsin　(2)

【解析】(1)激光器t時間內發出的光能W＝Pt

由n＝，sin C＝，則C＝arcsin.

(2)設激光束在光導纖維端面的入射角為i，折射角為r，折射光線射向側面時的入射角為i′，折射角為r′，如圖所示．

由折射定律：n＝，由幾何關系：r＋i′＝90°，sin r＝cos i′.

由全反射臨界角的公式：sin i′＝，cos i′＝，

要保證從端面射入的任何光線都能發生全反射，應有i＝r′＝90°，sin i＝1.故n＝＝＝，

解得n＝，故光導纖維的折射率至少應為.