Optisk fiber är en plast eller transparent fiber som används för att sprida ljus. Arbetsprincipen för detta är den totala interna reflektionen från helt andra väggar. Så ljus kan sändas över långa avstånd eftersom fiberoptikens flexibilitet är tillräcklig. Så detta används i mikroskop som har mikrostorlek, data kommunikation , i fin endoskopdesign, etc. An optisk fiber kabel innehåller tre lager som kärna, klädsel och mantel. Ett kärnlager är inneslutet genom en beklädnad. Här är beklädnadsskiktet normalt utformat med plast eller kiseldioxid. Huvudfunktionen för kärnan i den optiska fibern är att sända en optisk signal medan beklädnaden riktar ljuset i kärnan. Eftersom den optiska signalen styrs genom hela fibern kallas den en optisk vågledare. Denna artikel diskuterar en översikt över den optiska fiberns numeriska bländare.
Vad är den optiska fiberns numeriska bländare?
Definition: Mätningen av en optisk fiberförmåga att samla upp förekomstljusstrålen i den är känd som den numeriska bländaren. Den korta formen av detta är NA som illustrerar effektiviteten med ljuset som samlas in i fibern för att spridas. Vi vet att när ljuset sprids genom en optisk fiber under total intern reflektion. Så flera totala interna reflektioner äger rum i fibern för att överföra från ena änden till en annan.
Optisk fiberkabel med intern reflektion
När ljusstrålen väl har producerats från en optisk fiberkälla, bör den optiska fibern vara mycket effektiv för att få maximal strålning i den. Så vi kan säga att effektiviteten hos ett ljus som kommer från den optiska fibern är huvudpersonen när den en gång sänder en signal genom en optisk fiber.
Den numeriska öppningen är ansluten till acceptansvinkeln eftersom acceptansvinkeln är den maximala vinkeln under ljusets rörelse genom fibern. Därför är NA & acceptansvinkel associerad med varandra.
Numerisk bländare för experiment med optisk fiber
Diagrammet för det optiska fiberexperimentet visas nedan. I följande bild betecknas en ljusstråle som överförs till fiberoptik med 'XA'. Här är 'ƞ1' brytningsindex för kärnan och 'ƞ2' är beklädnaden.
Följande bild illustrerar ljusstrålen fokuserad på en optisk fiber. Här rör sig ljusstrålen från tätare till sällsynta medium med en vinkel 'α' genom fiberaxeln. ”Α” -vinkeln kallas acceptansvinkeln i den fiberoptiska kabeln.
Denna infallande stråle rör sig inuti fiberkabeln för att reflekteras helt genom gränsytan för kärnbeklädnad. Infallsvinkeln måste emellertid vara mer när den står i kontrast till den kritiska vinkeln, annars, om infallsvinkeln är låg jämfört med den kritiska vinkeln, bryts strålen istället för att reflekteras.
Baserat på Snells lag kommer den bryta strålen och infallsvinkeln att överföras inom samma vinkel.
Numerisk bländare av optisk fiber
Därför, genom att tillämpa denna lag på medium 1 (luft) och kärngränssnitt, kommer ekvationen att vara
Ƞ sin α = Ƞ1 sin θ
”Θ” -värdet kan skrivas från bilden ovan på följande sätt.
Θ = π / 2- θc
Genom att ersätta värdet 'θ' i ovanstående ekvation
Ƞ sin α = Ƞ1 sin (π / 2- θc)
Ƞ sin α = Ƞ1 * sin (π / 2) - sin (θc)
Från trigonometrin vet vi att sin θ = cosθ och sin π / 2 = 1
Ƞ sin α = Ƞ1cos (θc)
sin α = Ƞ1 / Ƞ cos (θc)
Vi vet att cos θc = √1-sin2θc
Genom att tillämpa snells lag vid gränssnittet för kärnbeklädnad, så kan vi få
Ƞ1 sin θc = Ƞ2 sin π / 2
Ƞ1 sin θc = Ƞ2
Här är sin π / 2-värde '1' enligt standard trigonometrivärden
sin θc = Ƞ2 / Ƞ1
Ersätt sedan sin θc-värde i cos θc-ekvationen
cos θc = √1- cos θc = √1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
Ersätt cos θc-värdet i sin α-ekvation, då
sin α = Ƞ1 / Ƞ√1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22) / Ƞ
Vi har redan diskuterat att medium 1 inte är annat än luft, så brytningsindex (ƞ) blir 1. Så mer speciellt kan vi säga
sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22)
NA = √ (Ƞ12- Ƞ22)
Den numeriska bländaren för den optiska fiberformeln härleds ovan. Så detta är formeln för NA, där 'ƞ1' är brytningsindex för kärna & 'ƞ2' är brytningsindex för klädseln.
Tillämpningar av numerisk bländare
Tillämpningarna från NA inkluderar följande
- Fiberoptik
- Lins
- Mikroskopmål
- Fotografiskt mål
Vanliga frågor
1). Vad är den numeriska bländaren (NA)?
Numerisk bländare är förmågan att samla ljus annars en optisk fiberkapacitet.
2). Vad är tillämpningen av den optiska fiberns numeriska bländare?
I fiberoptik beskriver den vinklarna där ljus uppträder på fiberoptiken kommer att sändas tillsammans med den.
3). Vad är tillämpningen av numerisk bländare?
NA används vanligtvis i mikroskopi för att beskriva acceptanskonen
4) Vad är acceptansvinkeln i fiberoptisk kabel?
Den maximala vinkeln fullbordad genom ljusstrålen med hjälp av fiberaxeln för att sprida ljuset via fibern efter hela den inre reflektionen är känd som acceptansvinkel.
5). Vad är formeln för den numeriska bländaren?
Huvudformeln för numerisk bländare (NA) är = √ (Ƞ12- Ƞ22)
6). Hur väljer man en optisk fiber?
Det finns olika parametrar som bör beaktas för att välja lämplig optisk fiber i signalutbredning .
7) Vad är en funktionsprincip för en fiberoptisk kabel?
Funktionsprincipen för en fiberoptisk kabel är total intern reflektion där ljussignalerna kan sändas från en position till en annan genom en liten energiförlust.
Således handlar det här om vad som är en numerisk bländare i optisk fiber , härledningen av den optiska fiberns numeriska bländare och dess tillämpningar Från ovanstående information kan vi slutligen dra slutsatsen att ljusuppsamlingsförmågan är känd som NA. Så värdet på NA borde vara högt som kan uppnås helt enkelt när skillnaden mellan de två brytningsindexen är hög. För detta måste ƞ1 vara hög annars otherwise2 måste nedan. Här är en fråga till dig, vad är värdet av NA?
