La fibra òptica és una fibra plàstica o transparent que s’utilitza per propagar la llum. El principi de treball d’això és la reflexió interna total des de parets completament diferents. Per tant, la llum es pot transmetre a llargues distàncies perquè la flexibilitat de la fibra òptica és suficient. Per tant, això s’utilitza en microscopis que tenen dades de mida micro comunicació , en disseny d'endoscopis fins, etc. fibra òptica El cable inclou tres capes com el nucli, el revestiment i la jaqueta. Una capa central està tancada a través d’un revestiment. Aquí la capa de revestiment es dissenya normalment amb plàstic o sílice. La funció principal del nucli dins de la fibra òptica és transmetre un senyal òptic mentre el revestiment dirigeix la llum al nucli. Com que el senyal òptic es guia per tota la fibra, s’anomena guia d’ones òptiques. En aquest article es discuteix una visió general de l'obertura numèrica de la fibra òptica.
Què és l'obertura numèrica de la fibra òptica?
Definició: La mesura d’una capacitat de fibra òptica per recollir l’aparició de raigs de llum en ella es coneix amb el nom d’obertura numèrica. La forma breu d’això és NA que il·lustra l’eficiència amb la llum que es recull dins de la fibra per propagar-se. Sabem que quan la llum es propaga a través d’una fibra òptica durant la reflexió interna total. Així doncs, es produeixen múltiples reflexions internes totals dins de la fibra per transmetre d’un extrem a un altre.
Cable de fibra òptica amb reflex intern
Una vegada que el raig de llum es produeix a partir de la font d’una fibra òptica, la fibra òptica hauria de ser molt eficient per obtenir la màxima radiació emesa. Per tant, podem dir que l’eficiència d’una llum que s’obté de la fibra òptica és el personatge principal una vegada que transmet un senyal a través d’una fibra òptica.
L'obertura numèrica està connectada a l'angle d'acceptació perquè l'angle d'acceptació és l'angle màxim durant els viatges de llum a través de la fibra. Per tant, l'angle NA i d'acceptació s'associa entre si.
Experiment d'obertura numèrica de fibra òptica
A continuació es mostra el diagrama de l’experiment de fibra òptica. A la imatge següent, un raig de llum que es transmet a la fibra òptica es denota amb ‘XA’. Aquí ‘ƞ1’ és l’índex de refracció del nucli i ‘ƞ2’ és el revestiment.
La següent imatge il·lustra que el raig de llum es centra en una fibra òptica. Aquí, el raig de llum viatja d’un medi més dens a un més rar amb un angle ‘α’ a través de l’eix de la fibra. L’angle ‘α’ s’anomena angle d’acceptació al cable de fibra òptica.
Aquest raig incident viatja dins del cable de fibra per reflectir-se totalment a través de la interfície de revestiment del nucli. No obstant això, l'angle incident ha de ser més quan es contrasta amb l'angle crític o bé, si l'angle incident és baix en comparació amb l'angle crític, el raig es refracta en lloc de reflectir-se.
Basat en la llei de Snell, el raig refractat i l'angle incident es transmetran dins del mateix angle.
Obertura numèrica de la fibra òptica
Per tant, aplicant aquesta llei al mitjà 1 (aire) i a la interfície central, l'equació serà
Ƞ sin α = Ƞ1 sin θ
El valor 'θ' es pot escriure a partir de la imatge anterior, com el següent.
Θ = π / 2- θc
En substituir el valor de 'θ' a l'equació anterior
Ƞ sin α = Ƞ1 sin (π / 2- θc)
Ƞ sin α = Ƞ1 * sin (π / 2) - sin (θc)
Per la trigonometria, sabem que sin θ = cosθ i sin π / 2 = 1
Ƞ sin α = Ƞ1cos (θc)
sin α = Ƞ1 / Ƞ cos (θc)
Sabem que, cos θc = √1-sin2θc
Si apliquem la llei de snell a la interfície de revestiment de nuclis, podem aconseguir-ho
Ƞ1 sin θc = Ƞ2 sin π / 2
Ƞ1 sense θc = Ƞ2
Aquí el valor del pecat π / 2 és ‘1’ segons els valors de trigonometria estàndard
sense θc = Ƞ2 / Ƞ1
Substituïu el valor sin θc en l'equació cos θc, doncs
cos θc = √1- cos θc = √1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
Substituïu el valor de cos θc en l'equació de sin α, doncs
sin α = Ƞ1 / Ƞ√1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
sense α = √ (Ƞ12- Ƞ22) / Ƞ
Ja hem comentat que el mitjà 1 no és més que aire, de manera que l’índex de refracció (ƞ) serà 1. Per tant, més especialment podem dir
sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22)
NA = √ (Ƞ12- Ƞ22)
L'obertura numèrica de la fórmula de la fibra òptica es deriva més amunt. Per tant, aquesta és la fórmula de NA, on 'ƞ1' és l'índex de refracció del nucli i 'ƞ2' és l'índex de refracció del revestiment.
Aplicacions de l'obertura numèrica
Les aplicacions de NA inclouen el següent
- Fibra òptica
- Lent
- Objectiu del microscopi
- Objectiu fotogràfic
Preguntes freqüents
1). Què és l'obertura numèrica (NA)?
L’obertura numèrica és la capacitat de recollir llum d’una altra manera amb una capacitat de fibra òptica.
2). Quina és l'aplicació de l'obertura numèrica de la fibra òptica?
A la fibra òptica, descriu el rang d’angles on es transmet la llum a la fibra òptica juntament amb ella.
3). Quina és l'aplicació de l'obertura numèrica?
El NA s’utilitza generalment en microscòpia per descriure el con d’acceptació
4) .Quin és l’angle d’acceptació del cable de fibra òptica?
L'angle màxim completat a través del raig de llum mitjançant l'eix de la fibra per propagar la llum a través de la fibra després de tota la reflexió interna es coneix com a angle d'acceptació.
5). Quina és la fórmula de l'obertura numèrica?
La fórmula principal per a l'obertura numèrica (NA) és = √ (Ƞ12- Ƞ22)
6). Com seleccionar una fibra òptica?
Hi ha diversos paràmetres que s'han de tenir en compte per seleccionar la fibra òptica adequada propagació del senyal .
7) .Quin és el principi de funcionament d’un cable de fibra òptica?
El principi de funcionament d’un cable de fibra òptica és la reflexió interna total on els senyals de llum es poden transmetre d’una posició a una altra a través d’una petita pèrdua d’energia.
Per tant, això es tracta del que és una obertura numèrica en fibra òptica , la derivació de l'obertura numèrica de la fibra òptica i les seves aplicacions A partir de la informació anterior, podem concloure que la capacitat de captació de llum es coneix com NA. Per tant, el valor de NA hauria de ser alt que es pugui assolir simplement una vegada que la diferència entre els dos índexs de refracció sigui elevada. Per a això, ƞ1 ha de ser alt, si no, ƞ2 ha de ser inferior. Aquí teniu una pregunta, quin valor té NA?
