光纖具有良好的透光性與柔軟性在辆，彎曲或扭轉(zhuǎn)任意角度而不改變其性能证薇，能以長距離傳光、傳像匆篓，并且可以根據(jù)需要做成不同大小和形狀的纖維束浑度，具有較大的數(shù)值孔徑。光纖應(yīng)用的主要領(lǐng)域有：直接導(dǎo)光鸦概，傳像光纖束箩张，平場(chǎng)鏡，電子光學(xué)系統(tǒng)窗市，光纖轉(zhuǎn)換器。
光纖的應(yīng)用
光纖具有良好的透光性與柔軟性咨察，彎曲或扭轉(zhuǎn)任意角度而不改變其性能论熙，能以長距離傳光、傳像扎拣，并且可以根據(jù)需要做成不同大小和形狀的纖維束赴肚，具有較大的數(shù)值孔徑。
光纖應(yīng)用的主要領(lǐng)域有：
1.直接導(dǎo)光
由于光纖束直徑小二蓝、柔軟誉券、使用方便，并且可以使光源與被照明區(qū)域分開刊愚，能把光傳到復(fù)雜的通道或內(nèi)腔中踊跟，當(dāng)需要探測(cè)高溫、危險(xiǎn)鸥诽、快速運(yùn)動(dòng)物體以及一般的照明方式難以進(jìn)入的區(qū)域(如人體)時(shí)商玫，宜采用光纖傳光。用光纖傳光還可以對(duì)不可接近的光源進(jìn)行可靠而安全的監(jiān)控牡借，并且如果被照明區(qū)域的形狀與光源形狀不同時(shí)，還可采用兩端面分別與光源和被照明面形狀一致的導(dǎo)光纖維束钠龙，但總面積不變炬藤，從而提高光能利用率御铃。如果將纖維束的一端分裂為要求的次纖維束，也可用于多通道照明沈矿，這比各個(gè)通道單獨(dú)用一個(gè)小型光源更為可靠上真。反之，也可將各纖維束組合起來羹膳，得到信號(hào)的總和睡互。
如果將光纖的輸出端排列成不同形狀，還可以構(gòu)成光纖信號(hào)顯示器陵像，顯示的信號(hào)可以是數(shù)字就珠、符號(hào)或圖形。這種信號(hào)顯示器具有穩(wěn)定蠢壹、準(zhǔn)確嗓违、明顯以及視野可變等優(yōu)良特性九巡。
2.傳像光纖束
傳像光纖束以傳遞圖像為目的图贸。一般而言，光纖束直接同物體接觸是不大可能的冕广，需要有一個(gè)特定的成像物鏡組將不同位置和大小的物體成像到光纖束的輸入端面疏日。同時(shí)為了能夠觀察圖像撒汉，也必須有一個(gè)后置光學(xué)系統(tǒng)沟优，如日鏡或光電圖像轉(zhuǎn)執(zhí)器件。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使成像物鏡的像方數(shù)值孔徑與光纖束的物方數(shù)值孔徑匹配睬辐，后置光學(xué)系統(tǒng)的物方數(shù)值孔徑也要和傳像光纖的像方數(shù)值孔徑匹配挠阁。當(dāng)滿足這一要求時(shí)，由于軸上物點(diǎn)的成像光束關(guān)于光軸對(duì)稱溯饵，能全部進(jìn)人傳像光纖侵俗，而軸外物點(diǎn)的一部分上光線或一部分下光線的傾斜角將會(huì)超過傳像光纖的孔徑角，導(dǎo)致被攔光丰刊，使軸外物點(diǎn)的像比軸上點(diǎn)的像要暗隘谣，這是不能允許的啄巧。因此寻歧，為了軸上物點(diǎn)和軸外物點(diǎn)的全部成像光束都能進(jìn)入傳像束中傳播，應(yīng)將成像物鏡設(shè)計(jì)成像方遠(yuǎn)心光路秩仆。同理码泛，后置光學(xué)系統(tǒng)也應(yīng)設(shè)計(jì)成物方遠(yuǎn)心光路，如下圖所示：
圖一
這種物鏡-光纖-目鏡組合系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一種利用光纖束將中間像平面作軸向延伸的顯微鏡或望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)澄耍，利用光纖柔軟可彎曲的特點(diǎn)可將其插入人體與物體內(nèi)腔噪珊，在醫(yī)療診斷和工業(yè)檢驗(yàn)方面有重要的應(yīng)用忘衍。一般應(yīng)同時(shí)以另一束傳光光纖實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)腔的照明。
3．平場(chǎng)鏡
光學(xué)系統(tǒng)要求校正各種像差卿城，利用光纖束制作的平場(chǎng)透鏡可以同時(shí)校正像面彎曲和畸變。如下圖2即為一種照相型平場(chǎng)鏡瑟押，該平場(chǎng)鏡的人射端面為四面搀捷，與物鏡的像面彎曲一致，其出射端面為平面多望，可以用接觸法在照相底片或其它感光元件上記錄由它傳遞的圖像嫩舟。也有一類場(chǎng)鏡型平場(chǎng)鏡，圖3是在潛望鏡的中間實(shí)像平面上使用的場(chǎng)鏡型平場(chǎng)鏡怀偷，其兩端面分別與光學(xué)系統(tǒng)前家厌、后半部的實(shí)際像面一致，均為四面椎工。
圖二
圖三
4.光纖在電子光學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用
下圖4是光纖面板用于變像管中的示意圖饭于。面板的一面為四面，與熒光屏的凹面相匹配维蒙。這種纖維面板在多極像增強(qiáng)管和變像管中有重要應(yīng)用掰吕。當(dāng)圖像從上一級(jí)熒光屏傳遞到下一級(jí)的光電陰極面時(shí)，由于它們彼此都凸得很厲害颅痊，所以不可能互相接觸殖熟，甚至光學(xué)成像也十分困難。這時(shí)可以采用光纖來校正像面彎曲和畸變,并且提高邊緣部分像的分辨率斑响。
圖四
5.光纖轉(zhuǎn)換器
利用光纖柔軟菱属、可彎曲的特性，可以把光纖元件排列成各種形狀舰罚，而且可以把光纖元件的兩個(gè)端面排列成不同形狀,做成光纖轉(zhuǎn)換器，如下圖5所示沸停。它可以滿足系統(tǒng)析像的要求膜毁，例如將二維圖像解析成線狀列陣，然后進(jìn)行一維掃描愤钾，使問題得到簡(jiǎn)化瘟滨。
圖五
相關(guān)文獻(xiàn)：
《幾何光學(xué) 像差 光學(xué)設(shè)計(jì)》（第三版）——李曉彤 岑兆豐
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