Ouverture numérique de la fibre optique et sa dérivation

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La fibre optique est une fibre plastique ou transparente qui est utilisée pour propager la lumière. Le principe de fonctionnement de ceci est la réflexion interne totale de murs complètement différents. La lumière peut donc être transmise sur de longues distances car la flexibilité de la fibre optique est suffisante. Donc, cela est utilisé dans les microscopes qui sont de taille micro, des données la communication , dans la conception des endoscopes fins, etc. fibre optique Le câble comprend trois couches telles que le noyau, le revêtement et la gaine. Une couche centrale est enfermée dans une gaine. Ici, la couche de revêtement est normalement conçue avec du plastique ou de la silice. La fonction principale du coeur dans la fibre optique est de transmettre un signal optique tandis que la gaine dirige la lumière dans le coeur. Comme le signal optique est guidé dans toute la fibre, il est appelé guide d'ondes optique. Cet article présente un aperçu de l'ouverture numérique de la fibre optique.

Quelle est l'ouverture numérique de la fibre optique?

Définition: La mesure de la capacité d'une fibre optique à collecter le rayon lumineux d'occurrence est connue sous le nom d'ouverture numérique. La forme courte de ceci est NA qui illustre l'efficacité avec la lumière qui est collecté dans la fibre pour se propager. On sait que lorsque la lumière se propage à travers une fibre optique lors d'une réflexion interne totale. Ainsi, de multiples réflexions internes totales ont lieu dans la fibre pour transmettre d'un bout à l'autre.




Câble à fibre optique avec réflexion interne

Câble à fibre optique avec réflexion interne

Une fois que le rayon lumineux est produit à partir de la source d'une fibre optique, alors la fibre optique doit être très efficace pour obtenir le rayonnement maximum émis en elle. On peut donc dire que l'efficacité d'une lumière qui provient de la fibre optique est le caractère principal une fois transmettant un signal à travers une fibre optique.



L'ouverture numérique est connectée à l'angle d'acceptation car l'angle d'acceptation est l'angle maximal pendant le trajet de la lumière à travers la fibre. Par conséquent, l'angle NA et d'acceptation est associé l'un à l'autre.

Ouverture numérique de l'expérience sur la fibre optique

Le diagramme de l'expérience sur la fibre optique est présenté ci-dessous. Dans l'image suivante, un rayon lumineux transmis dans la fibre optique est désigné par «XA». Ici, «ƞ1» est l’indice de réfraction du cœur et «ƞ2» est la gaine.

L'image suivante illustre le rayon lumineux focalisé sur une fibre optique. Ici, le rayon lumineux passe d'un milieu plus dense à un milieu plus rare avec un angle «α» à travers l'axe de la fibre. L'angle «α» est appelé l'angle d'acceptation dans le câble à fibre optique.


Ce rayon incident se propage à l'intérieur du câble à fibre pour se refléter totalement à travers l'interface du noyau-gaine. Cependant, l'angle incident doit être plus lorsqu'il est comparé à l'angle critique ou bien, si l'angle incident est faible par rapport à l'angle critique, alors le rayon est réfracté au lieu d'être réfléchi.
Basé sur la loi de Snell, le rayon réfracté et l'angle incident seront transmis dans le même angle.

Ouverture numérique de la fibre optique

Ouverture numérique de la fibre optique

Par conséquent, en appliquant cette loi au milieu 1 (air) et à l'interface centrale, l'équation sera

Ƞ sin α = Ƞ1 sin θ

La valeur «θ» peut être écrite à partir de l'image ci-dessus comme suit.

Θ = π / 2- θc

En remplaçant la valeur de «θ» dans l'équation ci-dessus

Ƞ sin α = Ƞ1 sin (π / 2- θc)

Ƞ sin α = Ƞ1 * sin (π / 2) - sin (θc)

De la trigonométrie, on sait que sin θ = cosθ et sin π / 2 = 1

Ƞ sin α = Ƞ1cos (θc)

sin α = Ƞ1 / Ƞ cos (θc)

On sait que, cos θc = √1-sin2θc

En appliquant la loi de snell à l’interface de la gaine centrale, nous pouvons obtenir

Ƞ1 sin θc = Ƞ2 sin π / 2

Ƞ1 sin θc = Ƞ2

Ici la valeur sin π / 2 est «1» selon les valeurs de trigonométrie standard

sin θc = Ƞ2 / Ƞ1

Remplacez la valeur sin θc dans l'équation cos θc, puis

cos θc = √1- cos θc = √1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2

Remplacez la valeur cos θc dans l'équation sin α, puis

sin α = Ƞ1 / Ƞ√1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2

sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22) / Ƞ

Nous avons déjà discuté du fait que le milieu 1 n'est rien d'autre que de l'air, donc l'indice de réfraction (ƞ) sera 1. Donc plus particulièrement, nous pouvons dire

sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22)

NA= √( Ƞ12- Ƞ22)

L'ouverture numérique de la formule de fibre optique est dérivée ci-dessus. Voici donc la formule pour NA, où «ƞ1» est l’indice de réfraction du cœur et «ƞ2» est l’indice de réfraction de la gaine.

Applications de l'ouverture numérique

Les applications de NA comprennent les suivantes

  • La fibre optique
  • Lentille
  • Objectif du microscope
  • Objectif photographique

FAQ

1). Quelle est l'ouverture numérique (NA)?

L'ouverture numérique est la capacité de recueillir la lumière sinon une capacité de fibre optique.

2). Quelle est l'application de l'ouverture numérique de la fibre optique?

Dans la fibre optique, il décrit la plage d'angles où la lumière se produit sur la fibre optique sera diffusée avec elle.

3). Quelle est l'application de l'ouverture numérique?

NA est généralement utilisé en microscopie pour décrire le cône d'acceptation

4) .Quel est l'angle d'acceptation dans le câble à fibre optique?

L'angle maximal accompli à travers le rayon lumineux en utilisant l'axe de la fibre pour propager la lumière via la fibre après toute la réflexion interne est connu comme l'angle d'acceptation.

5). Quelle est la formule de l'ouverture numérique?

La formule principale de l'ouverture numérique (NA) est = √ (Ƞ12- Ƞ22)

6). Comment sélectionner une fibre optique?

Il existe différents paramètres qui doivent être pris en réflexion pour sélectionner la fibre optique appropriée dans propagation du signal .

7) .Quel est le principe de fonctionnement d'un câble à fibre optique?

Le principe de fonctionnement d'un câble à fibre optique est la réflexion interne totale où les signaux lumineux peuvent être diffusés d'une position à une autre grâce à une petite perte d'énergie.

Ainsi, tout dépend de ce qui est une ouverture numérique dans la fibre optique , la dérivation de l'ouverture numérique de la fibre optique, et ses applications À partir des informations ci-dessus enfin, nous pouvons conclure que la capacité de collecte de lumière est connue sous le nom de NA. Ainsi, la valeur de NA doit être élevée et peut être atteinte simplement une fois que la dissemblance entre les deux indices de réfraction est élevée. Pour cela, ƞ1 doit être élevé sinon ƞ2 doit être inférieur. Voici une question pour vous, quelle est la valeur de NA?