Ang Optical fiber ay isang plastic o transparent fiber na ginagamit upang magpalaganap ng ilaw. Ang prinsipyo ng pagtatrabaho nito ay ang kabuuang panloob na pagmuni-muni mula sa ganap na magkakaibang mga pader. Kaya't ang ilaw ay maaaring mailipat sa mahabang distansya sapagkat sapat ang kakayahang umangkop ng fiber optics. Kaya ginagamit ito sa mga mikroskopyo na nasa laki ng micro, data komunikasyon , sa pinong disenyo ng endoscope, atbp. An optical fiber Kabilang sa cable ang tatlong mga layer tulad ng core, cladding, at jacket. Ang isang pangunahing layer ay nakapaloob sa pamamagitan ng isang cladding. Dito ang layer ng cladding ay karaniwang dinisenyo gamit ang plastik o silica. Ang pangunahing pag-andar ng core sa loob ng optical fiber ay upang magpadala ng isang optical signal habang ang cladding ay nagdidirekta ng ilaw sa core. Tulad ng gabay ng salamin sa mata sa buong hibla, kung gayon ito ay tinatawag na isang optical waveguide. Tinalakay ng artikulong ito ang isang pangkalahatang-ideya ng numerical aperture ng optical fiber.
Ano ang Numerical Aperture ng Optical Fiber?
Kahulugan: Ang pagsukat ng isang kakayahang pang-optikal na hibla upang makolekta ang paglitaw ng ilaw na sinag dito ay kilala bilang numerong siwang. Ang maikling form ng ito ay NA na naglalarawan sa kahusayan sa ang liwanag na kinokolekta sa loob ng hibla upang mapalaganap. Alam namin na kapag ang ilaw ay napalaganap sa pamamagitan ng isang optical fiber sa panahon ng kabuuang panloob na pagsasalamin. Kaya maraming mga kabuuang panloob na pagsasalamin ang nagaganap sa loob ng hibla upang makapagpadala mula sa isang dulo patungo sa isa pa.
Optical Fiber Cable na may Panloob na Pagninilay
Kapag ang ilaw na sinag ay ginawa mula sa mapagkukunan ng isang optical fiber, kung gayon ang optical fiber ay dapat na napaka episyente upang makuha ang maximum na emitted radiation dito. Kaya't maaari nating sabihin na ang kahusayan ng isang ilaw na kumukuha mula sa optical fiber ay ang pangunahing tauhan sa sandaling nagpapadala ng isang senyas sa buong isang optical fiber.
Ang numerical aperture ay konektado sa anggulo ng pagtanggap dahil ang anggulo ng pagtanggap ay ang maximum na anggulo sa panahon ng ilaw na naglalakbay sa pamamagitan ng hibla. Samakatuwid ang anggulo ng NA at pagtanggap ay nauugnay sa bawat isa.
Numerical Aperture ng Eksperimento ng Optical Fiber
Ang diagram ng eksperimento ng optical fiber ay ipinapakita sa ibaba. Sa sumusunod na imahe, ang isang ilaw na sinag na ipinapadala sa fiber optic ay tinutukoy ng 'XA'. Narito ang 'ƞ1' ay ang repraktibo na index ng core at ang 'ƞ2' ay ang cladding.
Ang sumusunod na imahe ay naglalarawan ng light ray na nakatuon sa isang optical fiber. Dito, ang ilaw na sinag ay naglalakbay mula sa mas siksik hanggang sa mas bihirang daluyan na may anggulo na 'α' sa pamamagitan ng fiber axis. Ang anggulong 'α' ay tinatawag na anggulo ng pagtanggap sa fiber optic cable.
Ang pangyayaring ray na ito ay naglalakbay sa loob ng fiber cable upang ganap na masasalamin sa pamamagitan ng interface ng core-cladding. Gayunpaman, ang anggulo ng pangyayari ay dapat na higit pa kung ihinahambing sa kritikal na anggulo o kung hindi, kung ang anggulo ng insidente ay mababa ihambing sa kritikal na anggulo, kung gayon ang sinag ay nababalisa sa halip na masasalamin.
Batay sa batas ng Snell, ang repraktibo na sinag at ang anggulo ng insidente ay magpapadala sa loob ng parehong anggulo.
Numerical Aperture ng Optical Fiber
Samakatuwid, sa pamamagitan ng paglalapat ng batas na ito sa medium 1 (air) at pangunahing interface, ang equation ay magiging
Ƞ kasalanan α = Ƞ1 kasalanan θ
Ang halagang ‘θ’ ay maaaring maisulat mula sa larawan sa itaas tulad ng sumusunod.
Θ = π / 2- θc
Sa pamamagitan ng pagpapalit ng halaga ng 'θ' sa itaas na equation
Ƞ kasalanan α = Ƞ1 kasalanan (π / 2- θc)
Ƞ kasalanan α = Ƞ1 * kasalanan (π / 2) - kasalanan (θc)
Mula sa trigonometry, alam natin na ang kasalanan θ = cosθ at kasalanan π / 2 = 1
Ƞ kasalanan α = Ƞ1cos (θc)
kasalanan α = Ƞ1 / Ƞ cos (θc)
Alam natin iyan, cos θc = √1-sin2θc
Sa pamamagitan ng paglalapat ng batas ng snell sa interface ng core-cladding, pagkatapos ay makakakuha tayo
Ƞ1 kasalanan θc = Ƞ2 kasalanan π / 2
Ƞ1 kasalanan θc = Ƞ2
Dito ang halaga ng π / 2 ay ang '1' alinsunod sa karaniwang mga halaga ng trigonometry
kasalanan θc = Ƞ2 / Ƞ1
Palitan ang halaga ng kasalanan θc sa equation na cos θc, kung gayon
cos θc = √1- cos θc = √1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
Palitan ang halaga ng cos θc sa sin α equation, kung gayon
kasalanan α = Ƞ1 / Ƞ√1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
kasalanan α = √ (Ƞ12- Ƞ22) / Ƞ
Tinalakay na natin na ang medium 1 ay walang iba kundi ang hangin, kaya ang repraktibo na index (ƞ) ay magiging 1. Kaya lalo na masasabi nating
kasalanan α = √ (Ƞ12- Ƞ22)
NA = √ (Ƞ12- Ƞ22)
Ang numerical aperture ng optical fiber formula ay nagmula sa itaas. Kaya't ito ang pormula para sa NA, kung saan ang 'ƞ1'ay ang repraktibo na indeks para sa pangunahing &' ƞ2 'ay ang repraktibo na indeks para sa pag-cladding.
Mga aplikasyon ng Numerical Aperture
Ang mga aplikasyon ng NA ay nagsasama ng mga sumusunod
- Mga Optika ng Fiber
- Lente
- Layunin ng mikroskopyo
- Layunin sa Litratiko
Mga FAQ
1). Ano ang numerical aperture (NA)?
Ang numerikal na siwang ay ang kakayahang mangalap ng ilaw kung hindi man isang kapasidad ng optical fiber.
2). Ano ang aplikasyon ng numerical aperture ng optical fiber?
Sa fiber optics, inilalarawan nito ang mga saklaw ng mga anggulo kung saan nagaganap ang ilaw sa fiber optic ay isasahimpapaw kasama nito.
3). Ano ang application ng numerical aperture?
Ang NA ay karaniwang ginagamit sa microscopy para sa paglalarawan ng kono ng pagtanggap
4). Ano ang anggulo ng pagtanggap sa fiber optic cable?
Ang maximum na anggulo na nakumpleto sa pamamagitan ng light ray gamit ang fiber axis upang palaganapin ang ilaw sa pamamagitan ng hibla pagkatapos ng buong panloob na pagsasalamin ay kilala bilang anggulo ng pagtanggap.
5). Ano ang pormula para sa numerong siwang?
Ang pangunahing pormula para sa numerong siwang (NA) ay = √ (Ƞ12- Ƞ22)
6). Paano pumili ng isang optical fiber?
Mayroong iba't ibang mga parameter na dapat gawin sa pagmuni-muni upang mapili ang angkop na optical fiber sa pagpapalaganap ng signal .
7). Ano ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng isang fiber optic cable?
Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng isang fiber optic cable ay kabuuang panloob na pagmuni-muni kung saan ang mga ilaw na signal ay maaaring mai-broadcast mula sa isang posisyon patungo sa isa pa sa pamamagitan ng isang maliit na pagkawala ng enerhiya.
Kaya, ito ay tungkol sa kung ano ang isang numero na aperture sa optical fiber , ang paghango ng numerong siwang ng salamin sa mata na salamin sa mata, at ang mga aplikasyon nito Mula sa nabanggit na impormasyon sa wakas, maaari nating tapusin na ang kakayahang mangolekta ng ilaw ay kilala bilang NA. Kaya't ang halaga ng NA ay dapat na mataas na maaaring makamit nang simple sa sandaling ang hindi pagkakapareho sa pagitan ng dalawang repraktibong index ay mataas. Para dito, dapat mataas ang ƞ1 kung hindi man ƞ2 dapat sa ibaba. Narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang halaga ng NA?
