Optik fiber, ışığı yaymak için kullanılan plastik veya şeffaf bir fiberdir. Bunun çalışma prensibi, tamamen farklı duvarlardan gelen toplam iç yansımadır. Böylelikle uzun mesafelere ışık iletilebilir çünkü fiber optiğin esnekliği yeterlidir. Yani bu, mikro boyuttaki mikroskoplarda, veri iletişim , ince endoskop tasarımında vb. Optik lif kablo, çekirdek, kaplama ve ceket gibi üç katman içerir. Bir çekirdek katman, bir kaplama ile çevrelenmiştir. Burada kaplama tabakası normalde plastik veya silika ile tasarlanır. Optik fiberin içindeki çekirdeğin ana işlevi, kaplama çekirdekteki ışığı yönlendirirken bir optik sinyal iletmektir. Optik sinyal fiber boyunca yönlendirildiği için, buna optik dalga kılavuzu denir. Bu makale, optik fiberin sayısal açıklığına genel bir bakışı tartışmaktadır.
Optik Fiberin Sayısal Açıklığı nedir?
Tanım: Bir optik fiberin meydana gelen ışık ışınını toplama yeteneğinin ölçülmesi sayısal açıklık olarak bilinir. Bunun kısa biçimi NA ile verimliliği gösteren ışık yayılmak için lif içinde toplanan. Toplam iç yansıma sırasında ışığın bir optik fiberden yayıldığını biliyoruz. Böylece, bir uçtan diğerine iletmek için fiber içinde birden fazla toplam iç yansıma meydana gelir.
İçten Yansımalı Optik Fiber Kablo
Bir optik fiber kaynağından ışık ışını üretildikten sonra, fiber optik, maksimum yayılan radyasyonu elde etmek için çok verimli olmalıdır. Dolayısıyla, optik fiberden gelen bir ışığın verimliliğinin, bir sinyali bir optik fiber boyunca ilettikten sonra ana karakter olduğunu söyleyebiliriz.
Sayısal açıklık, kabul açısına bağlıdır çünkü kabul açısı, ışığın fiberden geçmesi sırasında maksimum açıdır. Bu nedenle NA ve kabul açısı birbiriyle ilişkilidir.
Optik Fiber Deneyinin Sayısal Açıklığı
Optik fiber deneyinin diyagramı aşağıda gösterilmiştir. Aşağıdaki görüntüde, fiber optiğe iletilen bir ışık ışını 'XA' ile gösterilir. Burada 'ƞ1' çekirdeğin kırılma endeksidir ve 'ƞ2' ise kaplamadır.
Aşağıdaki görüntü, ışık ışınının bir optik fibere odaklandığını göstermektedir. Burada ışık ışını, fiber ekseni boyunca bir 'α' açısı ile daha yoğun ortamdan daha nadir ortama geçer. 'Α' açısı, fiber optik kablodaki kabul açısı olarak adlandırılır.
Bu olay ışını, fiber kablonun içinde dolaşır ve tamamen çekirdek kaplamanın arayüzünden yansır. Bununla birlikte, olay açısı, kritik açı ile karşılaştırıldığında daha fazla olmalıdır, aksi takdirde, olay açısı kritik açı ile karşılaştırıldığında düşükse, ışın yansıtılmak yerine kırılır.
Snell yasasına göre, kırılan ışın ve olay açısı aynı açı içinde iletilecektir.
Optik Fiberin Sayısal Açıklığı
Bu nedenle, bu kanunu ortam 1 (hava) ve çekirdek arayüzde uygulayarak, denklem
Ƞ günah α = Ƞ1 günah θ
Yukarıdaki görüntüden aşağıdaki gibi 'θ' değeri yazılabilir.
Θ = π / 2- θc
Yukarıdaki denklemde 'θ' değerini değiştirerek
Ƞ günah α = Ƞ1 günah (π / 2- θc)
Ƞ günah α = Ƞ1 * günah (π / 2) - günah (θc)
Trigonometreden, günah θ = cosθ ve günah π / 2 = 1 olduğunu biliyoruz.
Ƞ günah α = Ƞ1cos (θc)
günah α = Ƞ1 / Ƞ cos (θc)
Bunu biliyoruz, cos θc = √1-sin2θc
Çekirdek kaplama arayüzünde snell yasasını uygulayarak,
Ƞ1 günah θc = Ƞ2 günah π / 2
Ƞ1 günah θc = Ƞ2
Burada sin π / 2 değeri, standart trigonometri değerlerine göre '1' dir
günah θc = Ƞ2 / Ƞ1
Cos θc denklemindeki sin θc değerini değiştirin, sonra
cos θc = √1- cos θc = √1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
Cos θc değerini günah α denkleminde değiştirin, sonra
günah α = Ƞ1 / Ƞ√1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
günah α = √ (Ƞ12- Ƞ22) / Ƞ
Ortam 1'in havadan başka bir şey olmadığını zaten tartışmıştık, bu nedenle kırılma indisi (ƞ) 1 olacaktır. Yani daha özel olarak söyleyebiliriz
günah α = √ (Ƞ12- Ƞ22)
NA = √ (Ƞ12- Ƞ22)
Optik fiber formülünün sayısal açıklığı yukarıda türetilmiştir. Dolayısıyla bu, NA için formüldür, burada '-1' çekirdek için kırılma indisi ve 'ƞ2', kaplama için kırılma indisidir.
Sayısal Açıklık Uygulamaları
NA uygulamaları aşağıdakileri içerir
- Fiber optik
- Lens
- Mikroskop Hedefi
- Fotoğrafik Amaç
SSS
1). Sayısal açıklık (NA) nedir?
Sayısal açıklık, ışığı toplama yeteneğidir, aksi takdirde bir fiber optik kapasitesidir.
2). Optik fiberin sayısal açıklığının uygulaması nedir?
Fiber optikte, fiber optiğin üzerinde ışığın oluştuğu açıların onunla birlikte yayınlanacağı açı aralığını tanımlar.
3). Sayısal açıklığın uygulaması nedir?
NA, genellikle kabul konisini tanımlamak için mikroskopide kullanılır.
4) Fiber optik kabloda kabul açısı nedir?
Tüm iç yansımadan sonra ışığı fiber üzerinden yaymak için fiber ekseni kullanarak ışık ışını boyunca tamamlanan maksimum açı kabul açısı olarak bilinir.
5). Sayısal açıklığın formülü nedir?
Sayısal açıklık (NA) için ana formül = √ (Ƞ12- Ƞ22)
6). Optik fiber nasıl seçilir?
Uygun optik fiberi seçmek için yansımaya alınması gereken çeşitli parametreler vardır. sinyal yayılımı .
7) Bir fiber optik kablonun çalışma prensibi nedir?
Bir fiber optik kablonun çalışma prensibi, ışık sinyallerinin küçük bir enerji kaybıyla bir konumdan diğerine yayınlanabildiği toplam iç yansımadır.
Yani, bu tamamen ne olduğu ile ilgili optik fiberde sayısal bir açıklık , optik fiberin sayısal açıklığının türetilmesi ve uygulamaları Son olarak yukarıdaki bilgilerden, ışık toplama yeteneğinin NA olarak bilindiği sonucuna varabiliriz. Dolayısıyla, iki kırılma indisi arasındaki farklılığın yüksek olmasıyla elde edilebilecek NA değeri yüksek olmalıdır. Bunun için ƞ1 yüksek olmalı, aksi takdirde ƞ2'nin altında olmalıdır. İşte size bir soru, NA'nın değeri nedir?
