光ファイバーで実現、高速ネット生活

ここでは、光ファイバーの原理にかかせない、光の伝達に関することを解説していきます。

光には屈折するという性質があるのをご存じでしょうか。この光の屈折は、日常生活でもよく目にすることがあります。たとえば、海などに入ってみるときに、底が見えているのに実際には想像してたよりも深かったなどという経験は誰にでもあるでしょう。また、お風呂などで水面に対して斜めにまっすぐの棒などをいれて、空中からみると棒が曲がってみえますね。これを光の屈折といいます。つまり、空気中から透明なものに光が入っていく時、その境界で光は折れ曲がることを光の屈折といいます。

光が屈折する際するということは、その２つの物質の境界面で進行する角度が変わるということです。この原因は、物質によって通過することができる速度が異なるためです。そして、直進してきた光が次に物質に入射する際に変化する進行方向の割合を屈折率といいます。それぞれの物質には絶対屈折率というものが決められていて、真空の絶対屈折率は１、０と決められています。また、２つの物質の絶対屈折率の比を相対屈折率といいます。相対屈折率が大きいほど、たくさん光がまがることになります。

光を屈折率の高い物質から、屈折率の低い物質へ向かって入射させると、その光は屈折し、角度を変えて進んでいくことはわかっていただけたと思います。その際、浅い角度で光を入射させれば、光は境界面に対して平行に近い角度で進んでいきます。その進入角度をだんだん小さくしていくと、ある一定の角度になったとき、光が屈折率の低い物質へ進入することができなくなります。よって、光はすべて反射されます。この現象を全反射といい、全反射が初めて起こる角度を臨海角といいます。