Числова бленда на оптичните влакна и нейното извличане

Опитайте Нашия Инструмент За Премахване На Проблемите





Оптичните влакна са пластмасови или прозрачни влакна, които се използват за разпространение на светлина. Принципът на работа на това е пълното вътрешно отражение от напълно различни стени. Така че светлината може да се предава на големи разстояния, защото гъвкавостта на оптичните влакна е достатъчна. Така че това се използва в микроскопи, които са с микроразмери, данни комуникация , с фин дизайн на ендоскопи и др. An оптични влакна кабелът включва три слоя като сърцевина, облицовка и обвивка. Сърцевинен слой е затворен през облицовка. Тук облицовъчният слой обикновено е проектиран с пластмаса или силициев диоксид. Основната функция на сърцевината в оптичното влакно е да предава оптичен сигнал, докато облицовката насочва светлината в сърцевината. Тъй като оптичният сигнал се насочва през влакното, той се нарича оптичен вълновод. Тази статия разглежда общ преглед на цифровия отвор на оптичните влакна.

Каква е цифровата бленда на оптичните влакна?

Определение: Измерването на способността на оптичното влакно да събира появяващия се светлинен лъч в него е известно като числена апертура. Кратката форма на това е NA, която илюстрира ефективността с светлината който се събира във влакното, за да се размножи. Знаем, че когато светлината се разпространява през оптично влакно по време на пълно вътрешно отражение. Така че във влакното се извършват множество общи вътрешни отражения, които се предават от единия край на другия.




Оптичен кабел с вътрешно отражение

Оптичен кабел с вътрешно отражение

След като светлинният лъч е произведен от източника на оптично влакно, тогава оптичното влакно трябва да бъде много ефективно, за да получи максимално излъчваното лъчение в него. Така че можем да кажем, че ефективността на светлината, която се получава от оптичното влакно, е основният герой след предаването на сигнал през оптичното влакно.



Цифровият отвор е свързан с ъгъла на приемане, тъй като ъгълът на приемане е максималният ъгъл по време на преминаването на светлината през влакното. Следователно ъгълът на NA и приемането е свързан помежду си.

Числена апертура на експеримента с оптични влакна

Диаграмата на експеримента с оптични влакна е показана по-долу. На следващото изображение светлинен лъч, който се предава във оптични влакна, се обозначава с „XA“. Тук „ƞ1“ е показателят на пречупване на сърцевината, а „ƞ2“ е облицовката.

Следващото изображение илюстрира, че светлинният лъч е фокусиран върху оптично влакно. Тук светлинният лъч преминава от по-плътна към по-рядка среда с ъгъл ‘α’ през оста на влакната. Ъгълът „α“ се нарича ъгъл на приемане в оптичния кабел.


Този инцидентен лъч се движи в оптичния кабел, за да се отрази напълно през интерфейса на облицовка на сърцевината. Въпреки това ъгълът на падане трябва да е по-голям, когато се контрастира на критичния ъгъл, или ако ъгълът на падане е нисък в сравнение с критичния ъгъл, тогава лъчът се пречупва, вместо да се отрази.
Въз основа на закона на Снел, пречупеният лъч и ъгълът на падане ще предават в същия ъгъл.

Числова бленда на оптичните влакна

Числова бленда на оптичните влакна

Следователно, прилагайки този закон при интерфейс 1 (въздух) и сърцевина, тогава уравнението ще бъде

Ƞ sin α = Ƞ1 sin θ

Стойността ‘θ’ може да бъде записана от горното изображение по следния начин.

Θ = π / 2- θc

Чрез заместване на стойността на ‘θ’ в горното уравнение

Ƞ sin α = Ƞ1 sin (π / 2- θc)

Ƞ sin α = Ƞ1 * sin (π / 2) - sin (θc)

От тригонометрията знаем, че sin θ = cosθ и sin π / 2 = 1

Ƞ sin α = Ƞ1cos (θc)

sin α = Ƞ1 / Ƞ cos (θc)

Знаем, че cos θc = √1-sin2θc

Прилагайки закона на snell на интерфейса на облицовка на сърцевината, тогава можем да получим

Ƞ1 sin θc = Ƞ2 sin π / 2

Ƞ1 sin θc = Ƞ2

Тук стойността на sin π / 2 е „1“ според стандартните тригонометрични стойности

sin θc = Ƞ2 / Ƞ1

След това заменете стойността на sin θc в уравнението cos θc

cos θc = √1- cos θc = √1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2

След това заменете стойността на cos θc в уравнението sin α

sin α = Ƞ1 / Ƞ√1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2

sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22) / Ƞ

Вече обсъдихме, че среда 1 не е нищо друго освен въздух, така че коефициентът на пречупване (ƞ) ще бъде 1. Така че по-специално можем да кажем

sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22)

NA = √ (Ƞ12- Ƞ22)

Цифровият отвор на формулата на оптичните влакна е изведен по-горе. Така че това е формулата за NA, където „’1“ е показателят на пречупване на сърцевината & „ƞ2“ е показателят на пречупване на облицовката.

Приложения на числена апертура

Заявленията на NA включват следното

  • Оптични влакна
  • Лещи
  • Микроскоп Цел
  • Фотографска цел

Често задавани въпроси

1). Каква е числената апертура (NA)?

Цифровият отвор е способността да се събира светлина, иначе капацитет на оптични влакна.

2). Какво е приложението на цифровия отвор на оптичните влакна?

Във влакнестата оптика той описва обхвата на ъглите, при които светлината се появява върху оптичната оптика, която ще се излъчва заедно с нея.

3). Какво е приложението на цифровия отвор?

NA обикновено се използва в микроскопията за описване на конуса за приемане

4) .Какъв е ъгълът на приемане в оптичния кабел?

Максималният ъгъл, завършен през светлинния лъч, използващ оста на влакното за разпространение на светлината през влакното след цялото вътрешно отражение, е известен като ъгъл на приемане.

5). Каква е формулата за цифровия отвор?

Основната формула за числена апертура (NA) е = √ (Ƞ12- Ƞ22)

6). Как да изберем оптично влакно?

Има различни параметри, които трябва да бъдат взети предвид, за да се избере подходящото оптично влакно в разпространение на сигнала .

7) .Какъв е принципът на работа на оптичен кабел?

Принципът на работа на оптичния кабел е пълно вътрешно отражение, при което светлинните сигнали могат да се излъчват от една позиция в друга чрез малка загуба на енергия.

По този начин всичко е свързано с това, което е цифров отвор в оптичните влакна , извеждането на числената апертура на оптичното влакно и неговите приложения От горната информация накрая можем да заключим, че способността за събиране на светлина е известна като NA. Така че стойността на NA трябва да бъде висока, която може да бъде постигната просто след като различието между двата показателя на пречупване е голямо. За това ƞ1 трябва да е високо, в противен случай ƞ2 трябва да е по-долу. Ето въпрос към вас, каква е стойността на NA?