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§第二 纤纤细丝传图象（第2页）

采用自聚焦式多模纤维，可以显著改善信号的延时失真。

这是因为，自聚焦纤维的特点对x光信号传输是很有利的。

我们知道，光线垂直地通过平行平面玻璃板后，它的传播方向不变；但是，光线通过三棱镜、透镜时，光线就要发生偏折或会聚。

如前面讲过的那样，一束平行光通过一个双凸透镜，就向中部会聚起来，叫做光的聚焦。

利用这种性质，还能够制成自行聚焦的纤维，即自聚焦式光学纤维。

自聚焦式纤维和包层式纤维的结构不同，传光原理也不同。

包层式光纤维如前述，是由两种具有不同折射率的玻璃拉制而成的，包皮和芯料的折射率分布有明显的界面，光在此界面上产生全反射，形成锯齿形反射传播路线，而自聚焦式光纤维则不同，在自聚焦纤维横截面上，折射率从轴心沿半径方向大致以抛物线形状连续下降，轴上折射率最大，边缘折射率最小。

由于纤维中各处的折射率不同，光在其中传播时方向就要改变。

一根自聚焦光学纤维相当于许多微型透镜的组合，自聚焦光纤对光产生聚焦作用，迫使光在纤维芯内传播，光自动地向轴线方向逐渐折回靠拢，形成一个形近正弦曲线的传播途径。

在理想的情况下，平行入射光线都能聚焦于1、2、3……点，因而产生自聚焦现象。

其原因是：远离轴线的光线大部分途径在折射率小的区域，速度较大，尽管途径较长，也可以与靠近轴心线的光线同时到达1、2、3……各个聚焦点。

光线在自聚焦纤维中是沿近于正弦形路线传播的，经过的光程要短得多，而且没有界面上的全反射损耗。

因此，聚焦式纤维的光透过率比包层式纤维的光透过率要高得多。

由此可见，聚焦式纤维比包层式纤维的延时失真要小得多。

实际上，时延差小，并不随成正比增长，而是同值成正比例，为模式间藕合长度。

自聚焦光学纤维不仅可以改善延时失真，而且可以简化传输系统。

自聚焦纤维相当于一个聚焦透镜系统，这样，用一根光学纤维就能够传送一幅完整的图象了。

这对于光纤传送图象来说是很有利的。

光学纤维能够以任意弯曲的形状、任意长度来传送图象，使某些光学系统结构简化、象质改善。

因此，它作为一种性能优良的光学元件，得到了广泛的应用。

一种光学纤维潜望镜。

它的基本结构象医用听诊器。

它是一个叉形纤维束：上端有两个分支，一支是观察目镜或者同光电接收器连接，用来观察或者接收图象、信号；另一支同光源相接，用来传输光，以照明被观测的物体或目标。

它的下端，是两支任意并在一起的探测头。

为了提高探测效果，前面可采用成象物镜，以使所观测的物体或目标成象在探测头的端面上。

这种潜望镜，可以直接用于观察，也可以同光电系统接起来，用于对危险区域或快速运动物体、目标的观测。

医用的光学纤维内窥镜。

它包括成象、传象和观察记录三个部分。

一种高强度光源的光通过光学纤维束的传光束送到内窥镜头部，通过导光孔照明被观测物体。

被观测物体的象通过观察窗而入射，经物镜成象后，由光学纤维束送到目镜和照相机。

如果将大量的光学纤维相互平行整齐地排列而熔压在一起，就形成了传递光学象的光学纤维面板。

它能够直接将光学象从面板入射面移到出射面，大大缩小系统的体积，因此已普遍地用在需要接触照相、记录和耦合技术方面。

光学纤维面板在阴极射线管中的应用，它大大提高了传真图象质量和记录速度。

此外，它还可以用于变象管和摄象管中。