Свет в стекле: сигналы без электронов

Оптоволоконный кабель — это тонкая стеклянная нить. Вместо того чтобы толкать электроны, по нему пускают импульсы света. Свет остаётся внутри благодаря одной хитрости: если угол достаточно пологий, свет, доходящий до границы из стекла в воздух, не может выйти наружу и отражается обратно.

Правило касается углов, отсчитываемых от линии, перпендикулярной поверхности. Если свет встречает границу под пологим углом, он преломляется и выходит наружу. Если под крутым — он вообще не может выйти и отражается обратно внутрь. Это полное внутреннее отражение, и на нём держится вся волоконная оптика.

# Два факта о том, как свет встречает поверхность: # # свет выходит из стекла в воздух # - угол маленький -> свет преломляется и выходит # - угол большой -> свет не может выйти и отражается назад (полное внутреннее отражение) # # угол отсчитывают от линии, перпендикулярной поверхности # В волокне свет всегда падает на стенку под маленьким углом, # поэтому каждый отскок отражает его, а не выпускает наружу.

У волокна два слоя: сердцевина и окружающая её оболочка, сделанные из стекла с немного разными свойствами. Свет запускают в сердцевину под пологим углом, поэтому каждый раз, доходя до стенки оболочки, он отражается обратно, а не выходит наружу. Километры стекла — а свет так и не покидает сердцевину.