Question

【題目】光纖由內芯和外套兩層組成．某光纖內芯的折射率為n1 ， 外套的折射率為n2 ， 其剖面如圖所示．在該光纖內芯和外套分界面上發生全反射的臨界角為60°，為保證從該光纖一端入射的光信號都不會通過外套“泄漏”出去，求內芯的折射率n1的最小值．

Answer 1

【答案】解：如圖所示，由題意在內芯和外套分界面上要發生全反射

當在端面上的入射角i最大（im=90°）時，折射角r也最大，在內芯與外套分界面上的入射角i'最小，如此時入射角等于臨界角則恰能保證信號不會通過外套“泄漏”
這時i'min=C=90°﹣rm
得rm=30°
在端面上im=90°時，由
得n1=2
所以，當n1=2時在所有情況中從端面入射到光纖中的信號恰能都不會通過外套“泄漏”出去．
答：內芯的折射率n1的最小值是2．
【解析】作出正確的光路圖，根據恰好發生光的全反射現象，從而確定入射角，再由光的折射定律，即可求出折射率的最小值．