Оптическое волокно - это пластиковое или прозрачное волокно, которое используется для распространения света. Принцип его работы - полное внутреннее отражение от совершенно разных стен. Таким образом, свет может передаваться на большие расстояния, потому что гибкости оптоволокна достаточно. Таким образом, это используется в микроскопах, которые имеют микро-размер, данные коммуникация , в конструкции тонких эндоскопов и т. д. оптоволокно Кабель состоит из трех слоев: сердечника, оболочки и оболочки. Внутренний слой заключен через оболочку. Здесь облицовочный слой обычно изготавливается из пластика или кремнезема. Основная функция сердцевины оптического волокна - передавать оптический сигнал, в то время как оболочка направляет свет в сердцевину. Поскольку оптический сигнал проходит по оптоволокну, его называют оптическим волноводом. В этой статье обсуждается обзор числовой апертуры оптического волокна.
Что такое числовая апертура оптического волокна?
Определение: Измерение способности оптического волокна улавливать возникающий в нем световой луч называется числовой апертурой. Краткая форма - NA, которая демонстрирует эффективность с свет который собирается внутри волокна для размножения. Мы знаем это, когда свет распространяется по оптическому волокну при полном внутреннем отражении. Таким образом, внутри волокна происходят множественные полные внутренние отражения для передачи от одного конца к другому.
Оптоволоконный кабель с внутренним отражением
Как только световой луч исходит от источника оптического волокна, оптическое волокно должно быть очень эффективным, чтобы получить максимальное излучение в нем. Таким образом, мы можем сказать, что эффективность света, поступающего из оптического волокна, является основным фактором при передаче сигнала по оптическому волокну.
Числовая апертура связана с углом приема, поскольку угол приема - это максимальный угол при прохождении света через волокно. Следовательно, NA и угол приема связаны друг с другом.
Числовая апертура оптического волокна.
Схема эксперимента с оптическим волокном показана ниже. На следующем изображении световой луч, который передается в оптоволокно, обозначен «XA». Здесь «1» - показатель преломления сердцевины, а «ƞ2» - оболочки.
На следующем изображении показано, как луч света фокусируется на оптоволокне. Здесь световой луч проходит от более плотной среды к более редкой под углом «α» через ось волокна. Угол «α» в оптоволоконном кабеле называется углом приема.
Этот падающий луч проходит внутри оптоволоконного кабеля и полностью отражается через поверхность раздела сердцевина-оболочка. Однако угол падения должен быть больше по сравнению с критическим углом, иначе, если угол падения меньше критического, тогда луч будет преломляться, а не отражаться.
Согласно закону Снеллиуса, преломленный луч и угол падения будут проходить под одним и тем же углом.
Числовая апертура оптического волокна
Следовательно, применяя этот закон к границе раздела среды 1 (воздух) и ядра, уравнение будет иметь вид
Грех α = Ƞ1 грех θ
Значение ‘θ’ может быть записано с приведенного выше изображения следующим образом.
Θ = π / 2- θc
Подставив значение ‘θ’ в приведенное выше уравнение
Ƞ sin α = Ƞ1 sin (π / 2- θc)
Ƞ грех α = Ƞ1 * грех (π / 2) - грех (θc)
Из тригонометрии мы знаем, что sin θ = cosθ и sin π / 2 = 1
Ƞ sin α = Ƞ1cos (θc)
грех α = Ƞ1 / Ƞ cos (θc)
Мы знаем, что cos θc = √1-sin2θc
Применяя закон Снеллиуса на границе раздела сердцевина-оболочка, мы можем получить
Ƞ1 грех θc = Ƞ2 грех π / 2
Ƞ1 грех θc = Ƞ2
Здесь значение sin π / 2 равно «1» согласно стандартным значениям тригонометрии.
грех θc = Ƞ2 / Ƞ1
Подставьте значение sin θc в уравнение cos θc, затем
cos θc = √1- cos θc = √1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
Подставьте значение cos θc в уравнение sin α, затем
грех α = Ƞ1 / Ƞ√1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
грех α = √ (Ƞ12- 22) / Ƞ
Мы уже обсуждали, что среда 1 - это не что иное, как воздух, поэтому показатель преломления (ƞ) будет равен 1. Так что более конкретно мы можем сказать
грех α = √ (12- 22)
NA = √ (12- 22)
Числовая апертура для формулы оптического волокна получена выше. Итак, это формула для NA, где ‘1’ - показатель преломления для сердцевины, а ‘is2’ - показатель преломления для оболочки.
Применение числовой апертуры
Приложения NA включают в себя следующие
- Волоконная оптика
- Линза
- Объектив микроскопа
- Фотографическая цель
FAQs
1). Что такое числовая апертура (NA)?
Числовая апертура - это способность собирать свет или емкость оптического волокна.
2). Каково применение числовой апертуры оптического волокна?
В волоконной оптике он описывает диапазон углов, при котором свет, попадающий в волоконно-оптический кабель, будет передаваться вместе с ним.
3). Какое применение числовой апертуры?
NA обычно используется в микроскопии для описания приемного конуса.
4). Каков угол приема в оптоволоконном кабеле?
Максимальный угол прохождения светового луча с использованием оси волокна для распространения света через волокно после полного внутреннего отражения известен как угол приема.
5). Какая формула для числовой апертуры?
Основная формула для числовой апертуры (NA): = √ (Ƞ12- 22)
6). Как выбрать оптическое волокно?
Существуют различные параметры, которые следует учитывать при выборе подходящего оптического волокна в распространение сигнала .
7). Каков принцип работы оптоволоконного кабеля?
Принцип работы оптоволоконного кабеля - полное внутреннее отражение, при котором световые сигналы могут передаваться из одного места в другое за счет небольшой потери энергии.
Таким образом, это все о том, что есть числовая апертура в оптическом волокне , вывод числовой апертуры оптического волокна и его применения. Наконец, из приведенной выше информации мы можем сделать вывод, что светособирающая способность известна как NA. Таким образом, значение NA должно быть высоким, что может быть достигнуто просто после того, как разница между двумя показателями преломления будет высокой. Для этого ƞ1 должен быть высоким, иначе ƞ2 должен быть ниже. Вот вам вопрос, в чем ценность АН?
