Numerisk blændeåbning af optisk fiber og dens afledning

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





Optisk fiber er en plastik eller gennemsigtig fiber, der bruges til at udbrede lys. Arbejdsprincippet for dette er den samlede interne refleksion fra helt forskellige vægge. Så lys kan transmitteres over lange afstande, fordi fleksibiliteten i fiberoptik er tilstrækkelig. Så dette bruges i mikroskoper, der er i mikrostørrelse, data meddelelse , i fint endoskop design osv. An optisk fiber kablet inkluderer tre lag som kerne, beklædning og jakke. Et kernelag er lukket gennem en beklædning. Her er beklædningslaget normalt designet med plast eller silica. Kernens hovedfunktion i den optiske fiber er at transmittere et optisk signal, mens beklædningen leder lyset i kernen. Da det optiske signal styres gennem fiberen, kaldes det en optisk bølgeleder. Denne artikel diskuterer en oversigt over den optiske fibers numeriske blænde.

Hvad er den numeriske blænde på optisk fiber?

Definition: Måling af en optisk fiber evne til at samle den forekommende lysstråle i den er kendt som den numeriske blænde. Den korte form for dette er NA, der illustrerer effektiviteten med lyset som opsamles i fiberen for at blive formeret. Vi ved, at når lyset formeres gennem en optisk fiber under total intern refleksion. Så der finder flere samlede interne refleksioner sted inden i fiberen for at transmittere fra den ene ende til den anden.




Optisk fiberkabel med intern refleksion

Optisk fiberkabel med intern refleksion

Når lysstrålen er produceret fra kilden til en optisk fiber, skal den optiske fiber være meget effektiv for at få den maksimale udsendte stråling i den. Så vi kan sige, at effektiviteten af ​​et lys, der kommer fra den optiske fiber, er hovedpersonen, når den først sender et signal gennem en optisk fiber.



Den numeriske blænde er forbundet med acceptvinklen, fordi acceptvinklen er den maksimale vinkel under lysbevægelser gennem fiberen. Derfor er NA & acceptvinklen forbundet med hinanden.

Numerisk blændeåbning af optisk fibereksperiment

Diagrammet for det optiske fibereksperiment er vist nedenfor. I det følgende billede er en lysstråle, der transmitteres til fiberoptisk betegnet med 'XA'. Her er 'ƞ1' kernens brydningsindeks, og 'ƞ2' er beklædningen.

Det følgende billede illustrerer, at lysstrålen er fokuseret på en optisk fiber. Her bevæger lysstrålen sig fra tættere til sjældnere medium med en vinkel 'α' gennem fiberaksen. 'Α' vinklen kaldes acceptvinklen i det fiberoptiske kabel.


Denne hændelsesstråle bevæger sig inden i fiberkablet for at blive reflekteret fuldstændigt gennem grænsefladen mellem kerneklædning. Indfaldsvinklen skal dog være mere, når den står i kontrast til den kritiske vinkel, ellers, hvis den indfaldende vinkel er lav sammenlignet med den kritiske vinkel, bliver strålen brudt i stedet for reflekteret.
Baseret på loven fra Snell vil den brydede stråle og indfaldsvinklen transmittere inden for den samme vinkel.

Numerisk blændeåbning af optisk fiber

Numerisk blændeåbning af optisk fiber

Derfor vil ligningen være ved at anvende denne lov på medium 1 (luft) & kerneinterface

Ƞ sin α = Ƞ1 sin θ

Værdien 'value' kan skrives fra ovenstående billede som følger.

Θ = π / 2- θc

Ved at erstatte værdien af ​​'θ' i ovenstående ligning

Ƞ sin α = Ƞ1 sin (π / 2- θc)

Ƞ sin α = Ƞ1 * sin (π / 2) - sin (θc)

Fra trigonometrien ved vi, at sin θ = cosθ og sin π / 2 = 1

Ƞ sin α = Ƞ1cos (θc)

sin α = Ƞ1 / Ƞ cos (θc)

Det ved vi, cos θc = √1-sin2θc

Ved at anvende snells lov på grænsefladen mellem kerneklædning, så kan vi få

Ƞ1 sin θc = Ƞ2 sin π / 2

Ƞ1 sin θc = Ƞ2

Her er sin π / 2 værdi '1' i henhold til standard trigonometri værdier

sin θc = Ƞ2 / Ƞ1

Udskift sin θc-værdi i cos θc-ligning, derefter

cos θc = √1- cos θc = √1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2

Erstat cos θc-værdien i sin α-ligning, derefter

sin α = Ƞ1 / Ƞ√1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2

sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22) / Ƞ

Vi har allerede diskuteret, at medium 1 ikke er andet end luft, så brydningsindekset (ƞ) vil være 1. Så især kan vi sige

sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22)

NA = √ (Ƞ12- Ƞ22)

Den numeriske åbning med den optiske fiberformel er afledt ovenfor. Så dette er formlen for NA, hvor 'ƞ1' er brydningsindeks for kerne & 'ƞ2' er brydningsindeks for beklædningen.

Anvendelser af numerisk blænde

Ansøgningerne fra NA inkluderer følgende

  • Fiberoptik
  • Linse
  • Mikroskop-mål
  • Fotografisk mål

Ofte stillede spørgsmål

1). Hvad er den numeriske blænde (NA)?

Numerisk blænde er evnen til at samle lys ellers en optisk fiberkapacitet.

2). Hvad er anvendelsen af ​​den numeriske blænde på optisk fiber?

I fiberoptik beskriver det vinklerne, hvor lys, der forekommer på fiberoptikken, udsendes sammen med det.

3). Hvad er anvendelsen af ​​numerisk blænde?

NA bruges generelt i mikroskopi til beskrivelse af acceptkeglen

4) .Hvad er acceptvinklen i fiberoptisk kabel?

Den maksimale vinkel afsluttet gennem lysstrålen ved hjælp af fiberaksen til at udbrede lyset via fiberen efter hele den indre refleksion er kendt som acceptvinklen.

5). Hvad er formlen for den numeriske blænde?

Hovedformlen for numerisk blænde (NA) er = √ (Ƞ12- Ƞ22)

6). Hvordan vælges en optisk fiber?

Der er forskellige parametre, der skal tages i betragtning for at vælge den passende optiske fiber i signaludbredelse .

7) Hvad er funktionsprincippet for et fiberoptisk kabel?

Arbejdsprincippet for et fiberoptisk kabel er total intern refleksion, hvor lyssignalerne kan sendes fra en position til en anden gennem et lille energitab.

Således handler alt om hvad der er en numerisk blænde i optisk fiber , afledningen af ​​den numeriske blænde af optisk fiber og dens anvendelser Fra ovenstående information kan vi endelig konkludere, at lysopsamlingsevnen er kendt som NA. Så værdien af ​​NA skal være høj, der kan opnås simpelthen når forskellen mellem de to brydningsindekser er høj. Til dette skal ƞ1 være høj ellers skal ƞ2 nedenfor. Her er et spørgsmål til dig, hvad er værdien af ​​NA?