Az optikai szál olyan műanyag vagy átlátszó szál, amelyet a fény továbbítására használnak. Ennek működési elve a teljes belső visszaverődés a teljesen más falakból. Tehát a fény nagy távolságokra továbbítható, mert a száloptika rugalmassága elegendő. Tehát ezt mikroszkópokban használják, amelyek mikro méretűek, adatok kommunikáció , finom endoszkópok tervezésében stb optikai szál A kábel három réteget tartalmaz, mint a mag, a burkolat és a kabát. A magréteget egy burkolat zárja el. Itt a burkolóréteget általában műanyagból vagy szilícium-dioxidból tervezik. Az optikai szálon belül a mag fő feladata az optikai jel továbbítása, miközben a burkolat irányítja a fényt a magban. Mivel az optikai jel az egész szálon van vezetve, akkor optikai hullámvezetőnek hívják. Ez a cikk az optikai szál numerikus nyílásának áttekintését tárgyalja.
Mi az optikai szál numerikus rekesze?
Meghatározás: Az optikai szál azon képességének mérését, amely az előfordulási fénysugarat képes összegyűjteni benne, numerikus rekeszként ismerjük. Ennek rövid formája az NA, amely a hatékonyságot szemlélteti A fény amelyet a szálon belül szaporítanak. Tudjuk, hogy amikor a fény egy optikai szálon keresztül terjed a teljes belső visszaverődés során. Tehát több teljes belső visszaverődés zajlik a szálon belül, hogy az egyik végéből a másikba továbbítson.
Belső tükröződésű optikai kábel
Miután a fénysugarat egy optikai szál forrásából állítják elő, akkor az optikai szálnak nagyon hatékonynak kell lennie ahhoz, hogy a maximálisan kibocsátott sugárzást elérje benne. Tehát azt mondhatjuk, hogy az optikai szálból érkező fény hatékonysága a főszereplő, ha egyszer egy optikai szálon továbbít jelet.
A numerikus rekesz az elfogadási szöghez kapcsolódik, mivel az elfogadási szög a maximális szög, amikor a fény áthalad a szálon. Ezért az NA és az elfogadási szög összefüggésben van egymással.
Az optikai szálkísérlet numerikus rekesze
Az optikai szálas kísérlet diagramja az alábbiakban látható. A következő képen az optikai szálba továbbított fénysugarat „XA” -val jelöljük. Itt ’ƞ1’ a mag törésmutatója, a ‘ƞ2’ pedig a burkolat.
A következő kép szemlélteti, hogy a fénysugár egy optikai szálra fókuszál. Itt a fénysugár sűrűbbből ritkább közegbe halad, az „α” szöggel a szál tengelyén. Az „α” szöget az optikai kábel elfogadási szögének nevezzük.
Ez a beeső sugár a szálkábelen belül halad, hogy teljesen visszaverődjön a magburkolat felületén keresztül. Azonban a beesési szögnek nagyobbnak kell lennie, ha a kritikus szöggel szembeállítjuk, vagy pedig, ha a beesési szög alacsony, összehasonlítva a kritikus szöggel, akkor a sugár megtörik, nem pedig visszaverődik.
Snell törvénye alapján a törött sugár és a beesési szög ugyanazon a szögön belül fog továbbítani.
Az optikai szál numerikus rekesze
Ezért, ha ezt a törvényt alkalmazzuk az 1. közeg (levegő) és a mag interfészén, akkor az egyenlet lesz
Ƞ sin α = Ƞ1 bűn θ
A ‘θ’ érték a fenti képről írható, a következőképpen.
Θ = π / 2- θc
A fenti egyenletben a „θ” értékének helyettesítésével
Ƞ sin α = Ƞ1 bűn (π / 2- θc)
Ƞ sin α = Ƞ1 * bűn (π / 2) - sin (θc)
A trigonometria alapján tudjuk, hogy a bűn θ = cosθ és a bűn π / 2 = 1
Ƞ sin α = Ƞ1cos (θc)
sin α = Ƞ1 / Ƞ cos (θc)
Tudjuk, hogy cos θc = √1-sin2θc
Ha a snell törvényét alkalmazzuk a magburkolat felületén, akkor megkapjuk
Ƞ1 sin θc = Ƞ2 sin π / 2
Ƞ1 bűn θc = Ƞ2
Itt a sin π / 2 értéke ‘1’ a standard trigonometriai értékek szerint
sin θc = Ƞ2 / Ƞ1
Helyezze be a sin θc értéket a cos θc egyenletbe, majd
cos θc = √1- cos θc = √1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
Helyezze be a cos θc értéket a sin α egyenletbe, majd
sin α = Ƞ1 / Ƞ√1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22) / Ƞ
Már megbeszéltük, hogy az 1. közeg nem más, mint levegő, tehát a törésmutató (ƞ) 1. lesz. Tehát különösen azt mondhatjuk
sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22)
NA = √ (Ƞ12–22)
Az optikai szálak képletének numerikus nyílása a fentiekből származik. Tehát ez az NA képlete, ahol ’ƞ1’ a törésmutató a mag számára és ’ƞ2’ a burkolat törésmutatója.
A numerikus rekesz alkalmazásai
Az NA alkalmazásai a következőket tartalmazzák
- Száloptika
- Lencse
- Mikroszkóp objektív
- Fényképészeti cél
GYIK
1). Mi a numerikus rekesz (NA)?
A numerikus rekesz a fény összegyűjtésének képessége, különben optikai szál kapacitás.
2). Mi az optikai szál numerikus nyílásának alkalmazása?
A száloptikában leírja azokat a szögtartományokat, ahol a fény a száloptikán együtt sugározódik.
3). Mi a numerikus rekesz alkalmazása?
Az NA-t általában a mikroszkópiában használják az elfogadó kúp leírására
4). Mi az optikai kábel elfogadási szöge?
Az a maximális szög, amelyet a fénysugár teljesít a szál tengelyén keresztül, hogy a fényt a szálon keresztül továbbítsa a teljes belső visszaverődés után, elfogadási szögnek minősül.
5.) Mi a képlete a numerikus rekesznek?
A numerikus rekesz (NA) fő képlete = √ (Ƞ12- Ƞ22)
6). Hogyan válasszuk ki az optikai szálat?
Különböző paramétereket kell figyelembe venni a megfelelő optikai szál kiválasztásához jel terjedése .
7). Mi a száloptikai kábel működési elve?
A száloptikai kábel működési elve a teljes belső visszaverődés, ahol a fényjeleket kis energiaveszteséggel lehet egyik helyről a másikra sugározni.
Így itt minden arról szól, ami van numerikus rekesz optikai szálban , az optikai szál numerikus nyílásának levezetése és alkalmazásai A fenti információkból végül arra következtethetünk, hogy a fénygyűjtő képesség NA néven ismert. Tehát az NA értékének magasnak kell lennie, amelyet egyszerűen akkor lehet elérni, ha a két törésmutató közötti különbség nagy. Ehhez ƞ1-nek magasnak kell lennie, különben ƞ2-nek alacsonyabbnak kell lennie. Itt egy kérdés az Ön számára, mi az NA értéke?
