Numerički otvor optičkih vlakana i njegova izvedba

Isprobajte Naš Instrument Za Uklanjanje Problema





Optička vlakna su plastična ili prozirna vlakna koja se koriste za širenje svjetlosti. Načelo rada je potpuno unutarnje odbijanje od potpuno različitih zidova. Tako se svjetlost može prenositi na velike udaljenosti jer je fleksibilnost optičkih vlakana dovoljna. Dakle, ovo se koristi u mikroskopima koji imaju mikro veličinu podataka komunikacija , u finom dizajnu endoskopa, itd. An optičko vlakno kabel uključuje tri sloja poput jezgre, obloge i plašta. Sloj jezgre zatvoren je oblogom. Ovdje je sloj obloge obično izveden od plastike ili silicijevog dioksida. Glavna funkcija jezgre unutar optičkog vlakna je prijenos optičkog signala dok obloga usmjerava svjetlost u jezgri. Kako se optički signal vodi kroz cijelo vlakno, tada se naziva optičkim valovodom. Ovaj članak razmatra pregled numeričkog otvora optičkih vlakana.

Što je numerički otvor optičkih vlakana?

Definicija: Mjerenje sposobnosti optičkih vlakana da sakuplja pojavu svjetlosne zrake u njoj poznato je kao numerički otvor. Kratki oblik ovoga je NA koji ilustrira učinkovitost Svjetlo koja se sakuplja unutar vlakana da bi se razmnožila. Znamo da kada se svjetlost širi kroz optičko vlakno tijekom potpune unutarnje refleksije. Tako se unutar vlakna odvija višestruka ukupna unutarnja refleksija koja se prenosi s jednog kraja na drugi.




Optički kabel s unutarnjim odrazom

Optički kabel s unutarnjim odrazom

Jednom kad se svjetlosna zraka proizvede iz izvora optičkog vlakna, tada bi optička vlakna trebala biti vrlo učinkovita da u nju dobiju maksimalno emitirano zračenje. Tako možemo reći da je učinkovitost svjetlosti koja dolazi iz optičkog vlakna glavni lik nakon što prenosi signal kroz optičko vlakno.



Numerički otvor je povezan s prihvatnim kutom, jer je prihvatni kut maksimalni kut za vrijeme putovanja svjetlosti kroz vlakno. Stoga su NA i kut prihvaćanja povezani jedni s drugima.

Numerički otvor eksperimenta s optičkim vlaknima

Dijagram eksperimenta s optičkim vlaknima prikazan je u nastavku. Na sljedećoj slici svjetlosna zraka koja se prenosi u optičko vlakno označena je s 'XA'. Ovdje je 'ƞ1' indeks loma jezgre, a 'ƞ2' obloga.

Sljedeća slika prikazuje svjetlosnu zraku usmjerenu na optičko vlakno. Ovdje svjetlosna zraka putuje od gušćeg do rjeđeg medija s kutom ‘α’ kroz os vlakana. Kut ‘α’ naziva se prihvatni kut u optičkom kabelu.


Ova upadna zraka putuje unutar vlaknastog kabela kako bi se u potpunosti reflektirala kroz sučelje obloge jezgre. Međutim, upadni kut mora biti veći kad se usporedi s kritičnim kutom, ili ako je upadni kut nizak u usporedbi s kritičnim kutom, tada se zraka prelama umjesto da se odbija.
Na temelju Snell-ovog zakona, prelomljena zraka i upadni kut prenijet će unutar istog kuta.

Numerički otvor optičkih vlakana

Numerički otvor optičkih vlakana

Prema tome, primjenom ovog zakona na sučelju medija 1 (zrak) i jezgra, jednadžba će biti

Ƞ sin α = Ƞ1 sin θ

Vrijednost ‘θ’ može se zapisati iz gornje slike na sljedeći način.

Θ = π / 2- θc

Zamjenom vrijednosti 'θ' u gornjoj jednadžbi

Ƞ sin α = Ƞ1 sin (π / 2- θc)

Ƞ sin α = Ƞ1 * sin (π / 2) - sin (θc)

Iz trigonometrije znamo da je sin θ = cosθ i sin π / 2 = 1

Ƞ sin α = Ƞ1cos (θc)

sin α = Ƞ1 / Ƞ cos (θc)

Znamo da je cos θc = √1-sin2θc

Primjenom snell-ovog zakona na sučelju oblaganja jezgre, tada možemo dobiti

Ƞ1 sin θc = Ƞ2 sin π / 2

Ƞ1 sin θc = Ƞ2

Ovdje je vrijednost sin π / 2 '1' prema standardnim vrijednostima trigonometrije

grijeh θc = Ƞ2 / Ƞ1

Zamijenite vrijednost sin θc u jednadžbu cos θc, a zatim

cos θc = √1- cos θc = √1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2

Zamijenite vrijednost cos θc u jednadžbi sin α, a zatim

sin α = Ƞ1 / Ƞ√1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2

sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22) / Ƞ

Već smo razgovarali da medij 1 nije ništa drugo nego zrak, pa će indeks loma (ƞ) biti 1. Dakle, posebice možemo reći

sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22)

NA = √ (Ƞ12- Ƞ22)

Numerički otvor formule optičkih vlakana izveden je gore. Dakle, ovo je formula za NA, gdje je „ƞ1“ indeks loma za jezgru, a „ƞ2“ je indeks loma za oblogu.

Primjene numeričke blende

Prijave NA uključuju sljedeće

  • Optička vlakna
  • Leće
  • Cilj mikroskopa
  • Fotografski cilj

Najčešća pitanja

1). Koliki je numerički otvor (NA)?

Numerički otvor je sposobnost skupljanja svjetlosti, inače kapaciteta optičkih vlakana.

2). Kakva je primjena numeričkog otvora optičkih vlakana?

U optičkoj vlaknima opisuje opseg kutova u kojima se svjetlosna svjetlost pojavljuje na svjetlovodu, zajedno s njom.

3). Kakva je primjena numeričkog otvora blende?

NA se obično koristi u mikroskopiji za opis prihvatljivog konusa

4). Koji je prihvatni kut u optičkom kablu?

Maksimalni kut završen kroz zraku svjetlosti pomoću osi vlakana za širenje svjetlosti kroz vlakno nakon cijele unutarnje refleksije poznat je kao prihvatni kut.

5). Koja je formula za numerički otvor blende?

Glavna formula za numerički otvor blende (NA) je = √ (Ƞ12- Ƞ22)

6). Kako odabrati optičko vlakno?

Postoje različiti parametri koje treba uzeti u obzir da bi se odabralo prikladno optičko vlakno u širenje signala .

7) .Koji je princip rada optičkog kabela?

Načelo rada optičkog kabela je ukupna unutarnja refleksija gdje se svjetlosni signali mogu emitirati iz jednog položaja u drugi kroz mali gubitak energije.

Dakle, ovdje se radi o onome što jest numerički otvor u optičkim vlaknima , izvođenje numeričkog otvora optičkih vlakana i njegove primjene Iz gornjih podataka konačno možemo zaključiti da je sposobnost skupljanja svjetlosti poznata kao NA. Dakle, vrijednost NA trebala bi biti visoka, a to se može postići jednostavno kad je razlika između dva indeksa loma velika. Za to, ƞ1 mora biti visoka, inače ƞ2 mora biti niža. Evo pitanja za vas, koja je vrijednost NA?