「全反射」とは何ですか?

より簡単に言うと、光がガラスの端に達したときに、それを透過せずに跳ね返るのはなぜですか?

全反射(TIR)は、光が側面に漏れることなく光ファイバー内を伝播することを可能にする基本的な物理原理です。

1. 全反射の原理

簡単に言えば、2つの材料間の屈折率の違いにより、光は「跳ね返り」ます。光ファイバーは、コア(光が伝播する場所)とクラッド(外層)で構成されています。

TIRが発生するためには、2つの条件を満たす必要があります。

  1. 密度差: 光は、屈折率の高い媒体(ガラスコア)から屈折率の低い媒体(クラッド)に向かって移動する必要があります。
  2. 臨界角: 光は、浅い角度(「入射角」と呼ばれる)で境界に当たる必要があります。この角度が特定の「臨界角」よりも大きい場合、光は境界を通過できず、コア内に100%反射されます。

2. OFSCN®テクノロジーへの応用

北京大成永恒科技有限公司(OFSCN)では、この原理を利用して高性能センサーファイバーを製造しています。コアとクラッドの屈折率を精密に制御することで、長距離での信号損失を最小限に抑えています。

この原理は、**ファイバーブラッググレーティング(FBG)**が機能する理由でもあります。TIRが光をファイバー内に保持する一方で、FBG構造はコア内の屈折率に周期的な変化を生み出し、特定の波長が温度やひずみを検知するために反射されるようにします。

たとえば、当社の高温ファイバーは、シリカコアのTIR特性を維持しながら特殊なコーティングを利用しています。

標準製品イラスト:


この原理が光ファイバーセンシングにどのように適用されるかについて、さらにご質問があればお気軽にお尋ねください。