Закон Снелля · Критичний кут · Числова апертура · V-число · Одномодові та багатомодові
Світло, замкнене всередині скляного осердя завдяки повному внутрішньому відбиттю — без дзеркал, без металу, лише закон Снелля на межі скло-скло. Ця симуляція дає змогу досліджувати всі ключові параметри оптичного волокна в реальному часі.
Коли світло падає на межу серцевина-оболонка під кутом, більшим за критичний θc = arcsin(n2/n1), 100% енергії відбивається назад. Числова апертура NA = √(n1²−n2²) визначає конус кутів, під якими промені можуть увійти та поширюватись. V-число V = πdNA/λ визначає кількість мод: одномодові волокна (V < 2,405) несуть одну електромагнітну моду, усуваючи модову дисперсію та забезпечуючи швидкість передачі Тбіт/с на тисячах кілометрів.
Використовуйте кнопки пресетів для перемикання між одномодовим (тонке осердя, мала різниця показників) та багатомодовим (велике осердя, багато відбитих променів) режимами. Підніміть повзунок КП серцевини над КП оболонки — коли вони близькі, конус прийому звужується і менше променів направляється. Стежте за V-числом: коли воно падає нижче 2,405 — виживає лише один шлях променя. Кут прийому показує максимальний нахил від осі, під яким можна спрямувати джерело світла у волокно.
Глобальний інтернет працює на оптичному волокні — одна тонша за волос скляна нитка передає понад 100 Тбіт/с. Оптоволокно комерційно використовується з 1977 року; сьогодні у світі прокладено понад 1 млрд км волокна — цього достатньо, щоб обвити Землю 25 000 разів. Медичні ендоскопи використовують пучки тисяч волокон, щоб хірурги могли бачити всередину тіла без відкритої операції. У 2009 році Нобелівська премія з фізики була присуджена Чарльзу Гао за піонерські роботи з передачі світла в оптичних волокнах.