Optische vezel is een plastic of transparante vezel die wordt gebruikt om licht te verspreiden. Het werkingsprincipe hiervan is de totale interne reflectie van totaal verschillende wanden. Zo kan licht over grote afstanden worden doorgelaten omdat de flexibiliteit van glasvezel voldoende is. Dit wordt dus gebruikt in microscopen die in microformaat zijn, gegevens communicatie , in fijn endoscopenontwerp, enz. An glasvezel kabel omvat drie lagen zoals kern, bekleding en mantel. Een kernlaag wordt omsloten door een bekleding. Hier wordt de bekledingslaag normaal gesproken ontworpen met plastic of silica. De belangrijkste functie van de kern in de optische vezel is om een optisch signaal over te brengen terwijl de bekleding het licht in de kern stuurt. Omdat het optische signaal door de vezel wordt geleid, wordt het een optische golfgeleider genoemd. Dit artikel bespreekt een overzicht van de numerieke apertuur van optische vezels.
Wat is het numerieke diafragma van optische vezels?
Definitie: De meting van het vermogen van een optische vezel om de aanwezige lichtstraal te verzamelen, staat bekend als de numerieke apertuur. De korte vorm hiervan is NA die de efficiëntie illustreert met het licht die wordt verzameld in de vezel om te worden vermeerderd. We weten dat wanneer het licht wordt voortgeplant door een optische vezel tijdens totale interne reflectie. Er vinden dus meerdere totale interne reflecties plaats in de vezel om van het ene uiteinde naar het andere te verzenden.
Optische vezelkabel met interne reflectie
Als de lichtstraal eenmaal is geproduceerd door de bron van een optische vezel, dan zou de optische vezel zeer efficiënt moeten zijn om de maximale uitgezonden straling erin te krijgen. We kunnen dus zeggen dat de efficiëntie van een licht dat uit de optische vezel komt, de hoofdpersoon is wanneer een signaal door een optische vezel wordt verzonden.
De numerieke apertuur is verbonden met de acceptatiehoek omdat de acceptatiehoek de maximale hoek is wanneer licht door de vezel reist. Daarom zijn de NA & acceptatiehoek met elkaar geassocieerd.
Numeriek diafragma van optische vezelexperiment
Het diagram van het optische vezelexperiment is hieronder weergegeven. In de volgende afbeelding wordt een lichtstraal die in glasvezel wordt doorgelaten, aangeduid met ‘XA’. Hier is ‘ƞ1’ de brekingsindex van de kern en ‘’2’ is de bekleding.
De volgende afbeelding illustreert dat de lichtstraal is gericht op een optische vezel. Hier reist de lichtstraal van dichter naar zeldzamer medium met een hoek ‘α’ door de vezelas. De ‘α’ -hoek wordt de acceptatiehoek in de glasvezelkabel genoemd.
Deze invallende straal beweegt zich binnen de glasvezelkabel en wordt volledig gereflecteerd door de interface van de kernbekleding. De invalshoek moet echter meer zijn in tegenstelling tot de kritische hoek, anders wordt, als de invalshoek laag is in vergelijking met de kritische hoek, de straal gebroken in plaats van gereflecteerd.
Op basis van de wet van Snell zullen de gebroken straal en de invalshoek binnen dezelfde hoek worden uitgezonden.
Numeriek diafragma van optische vezel
Daarom, door deze wet toe te passen op medium 1 (lucht) & kerninterface, zal de vergelijking zijn
Ƞ zonde α = Ƞ1 zonde θ
De ‘θ’ -waarde kan als volgt uit de bovenstaande afbeelding worden geschreven.
Θ = π / 2- θc
Door de waarde van ‘θ’ in de bovenstaande vergelijking te vervangen
Ƞ zonde α = Ƞ1 zonde (π / 2- θc)
Ƞ zonde α = Ƞ1 * sin (π / 2) - sin (θc)
Uit de trigonometrie weten we dat sin θ = cosθ en sin π / 2 = 1
Ƞ zonde α = Ƞ1cos (θc)
zonde α = Ƞ1 / Ƞ cos (θc)
We weten dat cos θc = √1-sin2θc
Door de wet van Snell toe te passen op het grensvlak van kernbekleding, kunnen we krijgen
Ƞ1 zonde θc = Ƞ2 zonde π / 2
Ƞ1 zonde θc = Ƞ2
Hier is sin π / 2 waarde ‘1’ volgens standaard trigonometrische waarden
zonde θc = Ƞ2 / Ƞ1
Vervang dan de sin θc-waarde in de cos θc-vergelijking
cos θc = √1- cos θc = √1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
Vervang dan de cos θc-waarde in de sin α-vergelijking
zonde α = Ƞ1 / Ƞ√1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
zonde α = √ (Ƞ12- Ƞ22) / Ƞ
We hebben al besproken dat medium 1 niets anders is dan lucht, dus de brekingsindex (ƞ) zal 1 zijn. Dus meer in het bijzonder kunnen we zeggen
zonde α = √ (Ƞ12- Ƞ22)
NA = √ (Ƞ12- Ƞ22)
De numerieke apertuur van de optische vezelformule is hierboven afgeleid. Dit is dus de formule voor NA, waarbij ‘ƞ1’ de brekingsindex voor de kern is en ‘ƞ2’ de brekingsindex voor de bekleding.
Toepassingen van numerieke apertuur
De aanvragen van NA omvatten het volgende
- Glasvezel
- Lens
- Objectief microscoop
- Fotografische doelstelling
Veelgestelde vragen
1). Wat is de numerieke apertuur (NA)?
Numerieke apertuur is het vermogen om licht te verzamelen, anders een optische vezelcapaciteit.
2). Wat is de toepassing van de numerieke apertuur van optische vezel?
In glasvezel beschrijft het het hoekenbereik waar licht dat op de glasvezel valt, mee zal worden uitgezonden.
3). Wat is de toepassing van numerieke apertuur?
NA wordt in de microscopie over het algemeen gebruikt voor het beschrijven van de acceptatiekegel
4) .Wat is de acceptatiehoek in glasvezelkabel?
De maximale hoek die door de lichtstraal wordt voltooid met behulp van de vezelas om het licht via de vezel te verspreiden na de gehele interne reflectie, staat bekend als de acceptatiehoek.
5). Wat is de formule voor de numerieke apertuur?
De belangrijkste formule voor numerieke apertuur (NA) is = √ (Ƞ12- Ƞ22)
6). Hoe een optische vezel selecteren?
Er zijn verschillende parameters die in overweging moeten worden genomen om de geschikte optische vezel te selecteren signaalvoortplanting
7). Wat is het werkingsprincipe van een glasvezelkabel?
Het werkingsprincipe van een glasvezelkabel is totale interne reflectie waarbij de lichtsignalen door een klein energieverlies van de ene positie naar de andere kunnen worden uitgezonden.
Dit gaat dus allemaal over wat is een numerieke apertuur in optische vezel , de afleiding van de numerieke apertuur van optische vezels, en zijn toepassingen. Uit de bovenstaande informatie kunnen we tot slot concluderen dat het vermogen om licht te verzamelen bekend staat als NA. De waarde van NA zou dus hoog moeten zijn, wat eenvoudig kan worden bereikt als de ongelijkheid tussen de twee brekingsindexen groot is. Hiervoor moet ƞ1 hoog zijn, anders moet ƞ2 lager zijn. Hier is een vraag voor jou, wat is de waarde van NA?
