2. РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕТА В ОПТИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДАХ
В этой главе проведен краткий анализ теории распространения излучения в оптических волокнах с тем, чтобы облегчить понимание физических явлений, которые будут рассмотрены в последующих главах, а также для того, чтобы придать всей книге необходимую законченность.
2.1. Оптические явления при преломлении на границе раздела двух диэлектрических сред» Полное внутреннее отражение
Из элементарной оптики известно, что когда луч света распространяется в прозрачной среде с показателем преломления 
а затем попадает на границу, отделяющую эту среду от другой, имеющей показатель преломления 
большая часть энергии, переносимой лучом, будет передаваться во вторую среду. Это явление называется рефракцией, или преломлением (рис. 2.1, а). В то же время небольшая часть энергии отражается от границы обратно в первую среду (здесь мы полагаем, что обе среды не поглощают свет). Углы падения 
и преломления 
связаны соотношением, известным как закои Снеллиуса,
где 
всегда меньше 
если 
и наоборот.
Чем больше 
тем больше становится 
пока, наконец, не наступает момент, когда 
т. е. преломленный луч скользит вдоль границы раздела
(рис. 2.1, б). Угол падения, при котором 
называется критическим углом падения 
Если 
и далее продолжает расти и становится больше 
то вся энергия, содержащаяся в падающем луче, отражается обратно в первую среду. Это явление, называемое полным внутренним отражением, и было использовано при создании оптических волокон с так называемым ступенчатым профилем показателя преломления, в которых происходит волноводное распространение света.
Рис. 2 1. Отражение и преломление на диэлектрической границе раздела а — в докритическом режиме; б — при критическом угле падения
