ทฤษฎีโหมดกับทฤษฎีแสงเรย์
ทฤษฎีโหมดและทฤษฎีรังสีเป็นแนวคิดสองประการที่เกี่ยวข้องกับการส่งแสงหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆ ทฤษฎีเหล่านี้มีความสำคัญมากในการทำความเข้าใจด้านต่างๆ เช่น การส่งคลื่นวิทยุ การสื่อสารข้อมูล ใยแก้วนำแสง และเลเซอร์ นักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงเช่น Sir Isaac Newton และ James Clarke Maxwell มีส่วนสำคัญในการศึกษาแสงและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆ ทฤษฎีเหล่านี้ช่วยให้เราเข้าใจว่าแสงทำงานอย่างไรและธรรมชาติของแสงในระดับดีมาก
ทฤษฎีเรย์
รังสีมักเรียกกันว่าลำแสงแคบเป็นที่รู้จักกันในนามทฤษฎีคลาสสิกของแสงหรือทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิต ทฤษฎีรังสีนี้อธิบายคุณสมบัติของแสงจำนวนจำกัด เช่น การหักเหและการสะท้อน รังสีแสงสามารถกำหนดเป็นเส้นหรือเส้นโค้งที่ตั้งฉากกับหน้าคลื่นของแสงได้ คำจำกัดความของรังสีแสงนี้ทำให้มันขนานกับเวกเตอร์คลื่น การหักเหของแสงสามารถอธิบายได้โดยใช้รังสี คุณสมบัติพื้นฐานของรังสีคือการโค้งงอในส่วนต่อประสานของสื่อสองตัว ดัชนีการหักเหของแสงของสื่อเหล่านี้จะกำหนดมุมของการโค้งงอ การคำนวณอย่างง่ายส่วนใหญ่ เช่น กำลังขยายและระยะห่างของภาพระบบออปติคัล เช่น กล้องโทรทรรศน์ กล้องจุลทรรศน์ หรือระบบเลนส์ธรรมดานั้นดำเนินการโดยใช้ทฤษฎีรังสีของแสง
ทฤษฎีโหมด
ทฤษฎีโหมดของการแพร่กระจายแสงมีบทบาทสำคัญในใยแก้วนำแสง เพื่อให้เข้าใจทฤษฎีโหมดของแสง ก่อนอื่นต้องเข้าใจคำว่าโหมด Mode เป็นศัพท์ที่ใช้ในการศึกษาคลื่นนิ่งคลื่นนิ่งเกิดขึ้นเมื่อคลื่นสองคลื่นที่มีความถี่และแอมพลิจูดเท่ากันเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามรบกวน คลื่นนิ่งไม่มีการถ่ายโอนพลังงานสุทธิในทุกทิศทาง โหมดของคลื่นนิ่งถูกกำหนดโดยจำนวนลูปภายในคลื่นนิ่ง ในสาขาใยแก้วนำแสง โหมดต่างๆ ถูกสร้างขึ้นโดยคลื่นที่สะท้อนจากทั้งสองด้านของกระบอกสูบไฟเบอร์ หากมีการสร้างคลื่นนิ่งจะทำให้สัญญาณสูญเสีย ดังนั้นจำนวนโหมดที่สามารถอยู่ภายในใยแก้วนำแสงจึงมีจำกัด ดังนั้นจึงจำกัดจำนวนความถี่ที่สามารถส่งผ่านใยแก้วนำแสงได้ สิ่งนี้เรียกว่าแบนด์วิดท์ของช่อง ทฤษฎีโหมดใช้ทฤษฎีคลื่นของแสงเพื่ออธิบายตัวเอง ปรากฏการณ์ เช่น การเลี้ยวเบนและการรบกวน
ความแตกต่างระหว่างทฤษฎีโหมดและทฤษฎีรังสีของแสง
ทฤษฎีเรย์เป็นทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับทัศนศาสตร์เรขาคณิต ไม่ถือว่าแสงเป็นคลื่นหรืออนุภาค ทฤษฎีโหมดของแสงถือว่าแสงเป็นคลื่นทฤษฎีโหมดของแสงใช้ในการคำนวณปริมาณ เช่น แบนด์วิดท์ แต่ทฤษฎีรังสีใช้เพื่อคำนวณคุณสมบัติ เช่น กำลังขยาย หรือระยะห่างจากวัตถุหรือภาพในระบบออปติคัล