A numerikus apertúra az optikai szál
Anyag elő Anastasia Dzharty
A numerikus apertúra - a szinusz a maximális beesési szög a fény optikai eszközök, vagy a szinusz legnagyobb szög a bemeneti hullámvezető vagy optikai szál.
Két különböző jelentéseit a „numerikus apertúra” (NA), összefüggésben alkalmazott száloptikák és képalkotó optika.
A numerikus apertúra az optikai szál vagy hullámvezető
A sugárzás (geometriai) optika fénysugár lehet tekinteni, mint a fénysugár, amely terjed a levegőben, és belép a mag (merőleges vágás) szál egy szakaszát törésmutató profil egy nagy terület keresztirányú módban. A numerikus apertúra (NA) rost - sine maximális beesési szög képest a szál tengelyében, ahol fény belép a mag és a további mentén terjed a szál. CHA kerül meghatározásra a refrakciós index különbség a mag és a héj,
amely ugyancsak meg lehet határozva a feltétellel, hogy a gerenda vezetjük be a szál szögben teljes belső visszaverődés. Itt, n0 a törésmutatója a körülvevő közeg a szál, amely közel van 1 a levegő esetében.
Hasonlóképpen a HA is meg lehet határozni más típusú hullámvezető.
Ahhoz, hogy írják le a fény terjedése az szálak kis mag terület (például, az egymódusú) kell vizsgálni, a hullám fény természete. Geometriai optika nem lehet használni, hogy leírja a fény terjedése az ilyen szálak. Azonban a fenti egyenlet is ki lehet számítani a CHA keresztül törésmutatókhoz. CHA bonyolult számításokat nem téglalap alakú (nem lépett) törésmutató profilt.
A nagy numerikus apertúrájú megfelel a nagy eltérés a fénysugár a kilépés az optikai szál, de ez attól is függ, a divergencia a sugárzás a mag átmérője. A szálak törésmutató profiljának, eltér a lépésben (azaz azok, ahol a mag egy állandó törésmutatóval), a numerikus apertúrát lehet meghatározni alapján egyenértékű lépcsős index profil. Ellenkező esetben, az NA lehet kiszámítani a legnagyobb törésmutatója a magban.
Egymódusú szál NA általában körülbelül 0,1, de változhat körülbelül 0,05 és 0,4 közötti. Multimódusú szál tipikusan nagyobb a numerikus apertúra, például 0,3. Nagyon nagy értékek lehetségesek fotonikus kristály szálak.
A rostok magas NA:
- Egy adott módot területű szálak magasabb NA jobban teljesített könnyű, mert ezek általában támogatják a nagyobb számú mód.
- Az egymódusú szálak kisebb, mint az átmérője a szál mag. A megfelelő mód terület kisebb, és a sugárdivergencia kijáratánál a szál többé. A nemlineáris tulajdonságai a szál, illetve több. Másrészt, a single-mode fiber nagy mód területet kell egy kis NA.
- Csökkentett hajlító veszteség szál; A szál lehet erősen lehajolt hajlítás előtt veszteségek jelentőssé válnak.
- Csökkent érzékenység a szál tulajdonságainak, hogy a véletlen ingadozásokat a törésmutató (egy szál egy nagy mód területen alacsony NA probléma lehet).
- A nagyobb koncentrációban szennyeződéseket (például germánium) létrehozásához szükség nagy refrakciós index különbség növelheti miatti szórási.