Fibra optică este o fibră de plastic sau transparentă care este utilizată pentru propagarea luminii. Principiul de lucru al acestui lucru este reflectarea internă totală de la pereți complet diferiți. Deci, lumina poate fi transmisă pe distanțe mari, deoarece flexibilitatea fibrei optice este suficientă. Deci, acest lucru este utilizat în microscopii care au dimensiuni micro, date comunicare , în designul de endoscoape fine etc. fibra optica cablul include trei straturi precum miezul, placarea și jacheta. Un strat de miez este închis printr-o placare. Aici stratul de placare este proiectat în mod normal cu plastic sau silice. Funcția principală a miezului din fibra optică este de a transmite un semnal optic în timp ce placarea direcționează lumina din miez. Deoarece semnalul optic este ghidat pe întreaga fibră, atunci acesta se numește ghid de undă optic. Acest articol discută o prezentare generală a diafragmei numerice a fibrelor optice.
Care este diafragma numerică a fibrei optice?
Definiție: Măsurarea capacității fibrelor optice de a colecta raza de lumină de apariție în aceasta este cunoscută sub numele de diafragmă numerică. Forma scurtă a acestui lucru este NA care ilustrează eficiența cu lumina care este colectat în fibră pentru a fi propagat. Știm că atunci când lumina se propagă printr-o fibră optică în timpul reflexiei interne totale. Deci, mai multe reflexii interne totale au loc în fibră pentru a transmite de la un capăt la altul.
Cablu din fibra optica cu reflexie interna
Odată ce raza de lumină este produsă de la sursa unei fibre optice, atunci fibra optică ar trebui să fie foarte eficientă pentru a obține radiația maximă emisă în ea. Deci, putem spune că eficiența unei lumini care obține de la fibra optică este caracterul principal odată ce transmite un semnal prin întreaga fibră optică.
Diafragma numerică este conectată la unghiul de acceptare deoarece unghiul de acceptare este unghiul maxim în timpul călătoriei luminii prin fibră. Prin urmare unghiul NA și de acceptare este asociat unul cu celălalt.
Experimentul cu diafragma numerică a fibrei optice
Diagrama experimentului cu fibră optică este prezentată mai jos. În imaginea următoare, o rază de lumină care este transmisă în fibra optică este notată cu „XA”. Aici „ƞ1” este indicele de refracție al miezului și „ƞ2” este placarea.
Următoarea imagine ilustrează că raza de lumină este focalizată pe o fibră optică. Aici, raza de lumină se deplasează de la un mediu mai dens la unul mai rar, cu un unghi „α” prin axa fibrelor. Unghiul ‘α’ se numește unghiul de acceptare în cablul de fibră optică.
Această rază incidentă se deplasează în interiorul cablului de fibră pentru a fi reflectată total prin interfața placării miezului. Cu toate acestea, unghiul incident trebuie să fie mai mare atunci când este contrastat cu unghiul critic sau altfel, dacă unghiul incidentului este scăzut în comparație cu unghiul critic, atunci raza se refractează în loc să se reflecte.
Pe baza legii lui Snell, raza refractată și unghiul incident se vor transmite în același unghi.
Diafragmă numerică a fibrei optice
Prin urmare, aplicând această lege la interfața medie 1 (aer) și nucleu, atunci ecuația va fi
Ƞ sin α = Ƞ1 sin θ
Valoarea „θ” poate fi scrisă din imaginea de mai sus, după cum urmează.
Θ = π / 2- θc
Prin înlocuirea valorii „θ” în ecuația de mai sus
Ƞ sin α = Ƞ1 sin (π / 2- θc)
Ƞ sin α = Ƞ1 * sin (π / 2) - sin (θc)
Din trigonometrie, știm că sin θ = cosθ și sin π / 2 = 1
Ƞ sin α = Ƞ1cos (θc)
sin α = Ƞ1 / Ƞ cos (θc)
Știm că, cos θc = √1-sin2θc
Prin aplicarea legii snell la interfața placării miezului, atunci putem obține
Ƞ1 sin θc = Ƞ2 sin π / 2
Ƞ1 sin θc = Ƞ2
Aici valoarea păcatului π / 2 este ‘1’ conform valorilor standard de trigonometrie
sin θc = Ƞ2 / Ƞ1
Înlocuiți valoarea sin θc în ecuația cos θc, apoi
cos θc = √1- cos θc = √1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
Înlocuiți valoarea cos θc în ecuația sin α, apoi
sin α = Ƞ1 / Ƞ√1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22) / Ƞ
Am discutat deja că mediul 1 nu este altceva decât aer, deci indicele de refracție (ƞ) va fi 1. Deci, mai ales putem spune
sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22)
NA = √ (Ƞ12- Ƞ22)
Diafragma numerică a formulei fibrei optice este derivată mai sus. Deci, aceasta este formula pentru NA, unde „ƞ1” este indicele de refracție pentru nucleu și „ƞ2” este indicele de refracție pentru placare.
Aplicații ale diafragmei numerice
Aplicațiile NA includ următoarele
- Fibre optice
- Obiectiv
- Obiectiv microscop
- Obiectiv fotografic
Întrebări frecvente
1). Care este diafragma numerică (NA)?
Diafragma numerică este capacitatea de a aduna lumină, altfel o capacitate de fibră optică.
2). Care este aplicația diafragmei numerice a fibrelor optice?
În fibra optică, descrie intervalul de unghiuri în care se produce lumină pe fibra optică va fi transmis împreună cu aceasta.
3). Care este aplicarea diafragmei numerice?
NA este utilizat în general în microscopie pentru descrierea conului de acceptare
4) .Care este unghiul de acceptare în cablul de fibră optică?
Unghiul maxim completat prin raza de lumină folosind axa fibrelor pentru a propaga lumina prin fibră după întreaga reflecție internă este cunoscut sub numele de unghi de acceptare.
5). Care este formula pentru diafragma numerică?
Formula principală pentru diafragma numerică (NA) este = √ (Ƞ12- Ƞ22)
6). Cum se selectează o fibră optică?
Există diferiți parametri care ar trebui luați în considerare pentru a selecta fibra optică adecvată propagarea semnalului .
7). Care este principiul de funcționare al unui cablu cu fibră optică?
Principiul de funcționare al unui cablu cu fibră optică este reflectarea internă totală în care semnalele luminoase pot fi transmise dintr-o poziție în alta printr-o mică pierdere de energie.
Astfel, totul este despre ceea ce este o deschidere numerică în fibra optică , derivarea diafragmei numerice a fibrelor optice și aplicațiile sale Din informațiile de mai sus, putem concluziona că abilitatea de colectare a luminii este cunoscută sub numele de NA. Deci, valoarea NA ar trebui să fie ridicată, care poate fi atinsă pur și simplu odată cu diferențierea dintre cei doi indici de refracție. Pentru aceasta, ƞ1 trebuie să fie ridicat, altfel ƞ2 trebuie să fie mai jos. Iată o întrebare pentru dvs., care este valoarea NA?
