A numerikus apertúra
Száloptika. Elmélet és gyakorlat
Devid Beyli, Edvin Rayt
3.3. A numerikus apertúra
* Az előző szakaszokban a jelen fejezet tárgyalja a folyamat a fény áthaladását keresztül egy optikai szál. Ez a szakasz tárgyalja a követelményeket fogadja a sugarak az optikai szál.
Amint az a rész 3.1.7. sikeres fény áthaladását optikai szál, meg kell lépnie a rost és visszaverődik a héj szögek nagyobb, mint a kritikus. Annak a ténynek köszönhetően, hogy ennek eredményeként a fénytörés terjedési irányát (fénysugarak változik, hogy sikeresen át a nyaláb az optikai szál nyugszanak a szög határt, amelyen a gerenda beléphet a mag. Bármilyen ray beeső a burkolat kisebb szögben, mint a kritikus érték, majd behatolnak a héj és az el fog veszni. Ez látható az ábrán. 3.10.
Mivel a hengeres szál tartalmazza a szál gerendák alkotnak egy kúp. Minden sugarak belépő a mag belsejében a kúp, csökkenni fog a bőr szögben nagyobb, mint a kritikus, ezért képes lesz sikeresen szaporítani a szál mentén. Ez a kúp az úgynevezett „kúp elfogadás” (ábra. 3.11).
Ábra. 3.10. A fénysugár behatol a szál magjában
Ábra. 3.11. A kúp fogadó az optikai szál
Fél (# 952; 1) a csúcsszöge a kúp a vétel az úgynevezett „szög elfogadás”. Ennek értéke függ a törésmutatója mag, héj, és a levegő (amely levegő a törésmutató 1), vagy bármilyen más anyag fényforrás. A fénysugár belép a mag nagyobb szöget # 952; 1 lesz szétszórva a shell. A fénysugár belépő szögben pontosan # 952; 1. Ez csökkenni fog a határ a mag és burkolat alatt (kritikus) szög # 952; C és párhuzamosan mozognak a határon.
Ahhoz, hogy adja meg a kollektív képességét a szálak, a különleges intézkedés. Ez az úgynevezett „numerikus apertúra” (numerikus apertúra). A numerikus apertúra sine a akceptanciaszög, azaz .:
Azt is meg lehet kifejezni szál törésmutató szorzó.
Ha két szál azonos mag átmérője, de különböző numerikus apertúrával, a szál a nagyobb rekesz elfogadja több fényenergia a fényforrásból, mint a szál egy kisebb rekesz. Ha két azonos szálas nyílások, de különböző átmérőjű, szálakat egy nagyobb átmérőjű, a mag fogadására nagyobb fény energiát, mint egy kisebb átmérőjű szállal. Ez ábrán látható. 3.12.
Ábra. 3.12 is. Rostok különböző numerikus apertúrával, de azonos átmérőjű
Ábra. 3,12, b, rostok az azonos numerikus apertúrával, de különböző átmérőjű
Optikai szálak nagy átmérőjű, vagy a nyílásokat, hogy több fényt, mint a szál nyílások vagy kisebb átmérőjű. Szálak nagy nyílásokkal, és átmérőjük alkalmasabbak olcsó adók, mint a fény diódák, amelyek nem képesek összpontosítani a kimenő energia egy keskeny sugár koherens (a lézerek), és sugároznak nagy szögben. Azonban az a hátránya szálak ilyen paraméterekkel nagy diszperziós (szórás) a fény fecskendeznek a mag, és így a csökkentés a szál átviteli sávszélesség (a későbbiekben szakaszok 3.5 és 3.6). Másrészt, egy kisebb átmérőjű szálakból vagy rekesz lesz nagyobb sávszélességet. Ez azért van, mert a mag viszonylag párhuzamos fénysugarak segítségével és azok diszperziót a szál mentén kisebb. A hátránya ebben az esetben az, hogy szükség van drágább fényforrások (mint például a lézerek), amely egy szűkebb fénysugarakat, és egy pontosabb összehangolása az adó és a mag.