Optinen kuitu on muovia tai läpinäkyvää kuitua, jota käytetään valon leviämiseen. Tämän toimintaperiaate on täydellinen sisäinen heijastus täysin erilaisista seinistä. Joten valoa voidaan siirtää pitkiä matkoja, koska kuituoptiikan joustavuus on riittävä. Joten tätä käytetään mikroskoopeissa, jotka ovat mikrokokoisia, tietoja viestintä , hienojen endoskooppien suunnittelussa jne optinen kuitu kaapeli sisältää kolme kerrosta, kuten ydin, verhous ja takki. Ydinkerros suljetaan verhon läpi. Tässä verhokerros on yleensä suunniteltu muovilla tai piidioksidilla. Ytimen päätehtävä optisessa kuidussa on lähettää optinen signaali, kun taas verhoilu ohjaa valoa ytimessä. Koska optista signaalia ohjataan koko kuidussa, sitä kutsutaan optiseksi aaltojohtimeksi. Tässä artikkelissa käsitellään yleiskatsausta optisen kuidun numeerisesta aukosta.
Mikä on optisen kuidun numeerinen aukko?
Määritelmä: Optisen kuidun kyvyn mittaus keräämään siinä esiintyvä valonsäde tunnetaan numeerisena aukkona. Tämän lyhyt muoto on NA, joka kuvaa tehokkuutta valo joka kerätään kuidun sisällä lisääntymiseksi. Tiedämme, että kun valo etenee optisen kuidun läpi sisäisen heijastuksen aikana. Joten kuidun sisällä tapahtuu useita sisäisiä heijastuksia, jotka siirtyvät toisesta päästä toiseen.
Optinen kuitukaapeli sisäisellä heijastuksella
Kun valonsäde on tuotettu optisen kuidun lähteestä, optisen kuidun tulisi olla erittäin tehokas saamaan siihen suurin mahdollinen säteily. Joten voimme sanoa, että valokuidusta tulevan valon tehokkuus on päähenkilö, kun se lähettää signaalin koko optisen kuidun.
Numeerinen aukko on kytketty vastaanottokulmaan, koska hyväksymiskulma on suurin kulma valon kulkiessa kuidun läpi. Siksi NA ja hyväksymiskulma on liitetty toisiinsa.
Numeerinen aukko optisen kuidun kokeesta
Kaavio optisen kuidun kokeesta on esitetty alla. Seuraavassa kuvassa valokuituun lähetetty valonsäde on merkitty XA: lla. Tässä ƞ1 on sydämen taitekerroin ja ƞ2 on verhous.
Seuraava kuva kuvaa valonsäteen keskittymistä optiseen kuituun. Täällä valonsäde kulkee tiheämmästä harvinaisempaan väliaineeseen kulmalla α kuidun akselin läpi. Α-kulmaa kutsutaan valokuitukaapelin hyväksymiskulmaksi.
Tämä tuleva säde kulkee kuitukaapelin sisällä heijastumaan kokonaan ydinkatteen rajapinnan kautta. Tulokulman on kuitenkin oltava suurempi, kun sitä verrataan kriittiseen kulmaan, tai jos tulokulma on pieni verrattuna kriittiseen kulmaan, säde taittuu heijastumisen sijaan.
Snellin lain mukaan taittunut säde ja kulma kulkeutuvat saman kulman sisällä.
Optisen kuidun numeerinen aukko
Siksi soveltamalla tätä lakia väliaineessa 1 (ilma) ja ydinrajapinnassa yhtälö on
Ƞ sin α = Ƞ1 synti θ
‘Θ’ -arvo voidaan kirjoittaa yllä olevasta kuvasta seuraavasti.
Θ = π / 2- θc
Korvaamalla arvon θ arvo yllä olevassa yhtälössä
Ƞ sin α = Ƞ1 synti (π / 2- θc)
Ƞ sin α = Ƞ1 * synti (π / 2) - sin (θc)
Trigonometrian perusteella tiedämme, että sin θ = cosθ ja sin π / 2 = 1
Ƞ sin α = Ƞ1cos (θc)
sin α = Ƞ1 / Ƞ cos (θc)
Tiedämme sen, cos θc = √1-sin2θc
Soveltamalla Snellin lakia ydinkatteen rajapinnalla voimme saada
Sin1 sin θc = Ƞ2 sin π / 2
Sin1 synti θc = Ƞ2
Tässä sin π / 2-arvo on ‘1’ trigonometrian standardiarvojen mukaan
sin θc = Ƞ2 / Ƞ1
Korvaa sin θc -arvo sitten cos θc -yhtälössä
cos θc = √1- cos θc = √1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
Korvaa sitten cos θc-arvo sin α -yhtälössä
sin α = Ƞ1 / Ƞ√1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22) / Ƞ
Olemme jo keskustelleet siitä, että väliaine 1 ei ole muuta kuin ilma, joten taitekerroin (ƞ) on 1. Joten erityisesti voimme sanoa
sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22)
NA = √ (Ƞ12- Ƞ22)
Optisen kuitukaavan numeerinen aukko on johdettu edellä. Joten tämä on NA: n kaava, jossa ’’1’ on ytimen taitekerroin ja ’ƞ2’ on verhon taitekerroin.
Numeerisen aukon sovellukset
NA: n sovellukset sisältävät seuraavat
- Kuituoptiikka
- Linssi
- Mikroskoopin tavoite
- Valokuvatavoite
UKK
1). Mikä on numeerinen aukko (NA)?
Numeerinen aukko on kyky kerätä valoa, muuten optisen kuidun kapasiteetti.
2). Mikä on optisen kuidun numeerisen aukon käyttö?
Kuituoptiikassa se kuvaa kulmaväliä, jossa valoa esiintyy kuituoptiikassa lähetetään sen mukana.
3). Mikä on numeerisen aukon käyttö?
NA: ta käytetään yleensä mikroskopiassa kuvaamaan hyväksymiskartiota
4) .Mikä on valokuitukaapelin hyväksymiskulma?
Suurin kulma, joka on saavutettu valonsäteen läpi kuituakselin avulla valon siirtämiseksi kuidun läpi koko sisäisen heijastuksen jälkeen, tunnetaan hyväksymiskulmana.
5). Mikä on numeerisen aukon kaava?
Numeerisen aukon (NA) pääkaava on = √ (Ƞ12- Ƞ22)
6). Kuinka valita optinen kuitu?
On olemassa useita parametreja, jotka tulisi ottaa huomioon heijastettaessa sopiva optinen kuitu sisään signaalin eteneminen .
7) .Mikä on valokaapelin toimintaperiaate?
Valokuitukaapelin toimintaperiaate on täydellinen sisäinen heijastus, jossa valosignaalit voidaan lähettää paikasta toiseen pienen energiahäviön kautta.
Näin ollen kyse on siitä, mikä on numeerinen aukko optisessa kuidussa , optisen kuidun numeerisen aukon johtaminen ja sen sovellukset Edellä olevista tiedoista voidaan lopuksi päätellä, että valonkeräyskyky tunnetaan nimellä NA. Joten NA: n arvon tulisi olla korkea, joka voidaan saavuttaa yksinkertaisesti, kun kahden taitekerroimen välinen ero on korkea. Tätä varten ƞ1: n on oltava korkea, muuten ƞ2: n on oltava alle. Tässä on kysymys sinulle, mikä on NA: n arvo?
