光ファイバは、光を伝搬するために使用されるプラスチックまたは透明のファイバです。これの動作原理は、完全に異なる壁からの全反射です。そのため、光ファイバーの柔軟性が十分であるため、光を長距離伝送できます。したがって、これはマイクロサイズの顕微鏡で使用されます、データ コミュニケーション 、微細な内視鏡の設計などで。 光ファイバ ケーブルには、コア、クラッド、ジャケットの3つの層が含まれます。コア層はクラッドで囲まれています。ここで、クラッド層は通常、プラスチックまたはシリカで設計されています。光ファイバ内のコアの主な機能は、クラッドがコアに光を向けている間に光信号を送信することです。光信号はファイバ全体に導かれるため、光導波路と呼ばれます。この記事では、光ファイバの開口数の概要について説明します。
光ファイバの開口数とは何ですか？
定義： その中に発生光線を集める光ファイバーの能力の測定は、開口数として知られています。これの短縮形はNAであり、 光 これはファイバー内に集められて伝播されます。全反射中に光が光ファイバーを伝搬するとき、私たちは知っています。そのため、ファイバ内で複数の全反射が発生し、一方の端からもう一方の端に透過します。
内部反射付き光ファイバーケーブル
光ファイバの光源から光線が生成されると、光ファイバは、その中で最大の放射放射を得るのに非常に効率的であるはずです。したがって、光ファイバ全体に信号を送信すると、光ファイバから得られる光の効率が主な特徴であると言えます。
開口数は、光がファイバを通過するときの最大角度であるため、開口数は受け入れ角度に接続されます。したがって、NAと許容角度は互いに関連しています。
光ファイバ実験の開口数
光ファイバ実験の図を以下に示します。次の画像では、光ファイバーに透過する光線は「XA」で示されています。ここで、「ƞ1」はコアの屈折率、「ƞ2」はクラッドです。
次の画像は、光線が光ファイバーに集束していることを示しています。ここで、光線は、ファイバー軸を通る角度「α」で、密度の高い媒体から希少な媒体に移動します。 「α」角度は、光ファイバーケーブルでは受け入れ角度と呼ばれます。
この入射光線はファイバーケーブル内を移動し、コアクラッドのインターフェースを介して完全に反射されます。ただし、臨界角と比較した場合、入射角は大きくする必要があります。そうでない場合、入射角が臨界角に比べて小さい場合、光線は反射されずに屈折します。
スネルの法則に基づいて、屈折光線と入射角は同じ角度内で透過します。
光ファイバの開口数
したがって、この法則を媒体1（空気）とコアインターフェイスに適用すると、方程式は次のようになります。
Ƞsinα=Ƞ1sinθ
「θ」の値は、上の画像から次のように記述できます。
Θ=π/2-θc
上記の式に「θ」の値を代入することにより
Ƞsinα=Ƞ1sin（π/2-θc）
Ƞsinα=Ƞ1* sin（π/ 2）-sin（θc）
三角法から、sinθ=cosθおよびsinπ/ 2 = 1であることがわかります。
Ƞsinα=Ƞ1cos（θc）
sinα=Ƞ1/Ƞcos（θc）
cosθc=√1-sin2θc
コアクラッドの界面にスネルの法則を適用することにより、次のことが可能になります。
Ƞ1sinθc=Ƞ2sinπ/ 2
Ƞ1sinθc=Ƞ2
ここで、sinπ/ 2値は、標準の三角法の値に従って「1」です。
sinθc=Ƞ2/Ƞ1
cosθc方程式にsinθc値を代入してから
cosθc=√1-cosθc=√1-（Ƞ2/Ƞ1）2
cosθc値をsinα方程式に代入してから
sinα=Ƞ1/Ƞ√1-（Ƞ2/Ƞ1）2
sinα=√（Ƞ12-Ƞ22）/Ƞ
媒体1は空気に他ならないことはすでに説明したので、屈折率（ƞ）は1になります。
sinα=√（Ƞ12-Ƞ22）
NA =√（Ƞ12-Ƞ22）
光ファイバ式の開口数は上で導き出されます。つまり、これはNAの式です。ここで、「ƞ1」はコアの屈折率、「ƞ2」はクラッドの屈折率です。
開口数の応用
NAのアプリケーションは次のとおりです。
- 光ファイバー
- レンズ
- 顕微鏡対物レンズ
- 写真の目的
よくある質問
1）。開口数（NA）とは何ですか？
開口数は、光を集める能力であり、そうでなければ光ファイバーの容量です。
2）。光ファイバの開口数の用途は何ですか？
光ファイバーでは、光ファイバーで光が発生している角度範囲が一緒にブロードキャストされます。
3）。開口数の用途は何ですか？
NAは通常、顕微鏡検査でアクセプタンスコーンを説明するために使用されます
4）。光ファイバーケーブルの受け入れ角度はどれくらいですか？
内部反射全体が受け入れ角度として知られている後、ファイバー軸を使用して光線を介して完成し、ファイバーを介して光を伝播する最大角度。
5）。開口数の式は何ですか？
開口数（NA）の主な式は=√（Ƞ12-Ƞ22）です。
6）。光ファイバの選び方は？
で適切な光ファイバーを選択するために反射に取り入れるべきさまざまなパラメーターがあります 信号伝搬 。
7）。光ファイバーケーブルの動作原理は何ですか？
光ファイバケーブルの動作原理は、光信号をわずかなエネルギー損失である位置から別の位置にブロードキャストできる全反射です。
したがって、これはすべてが何であるかについてです 光ファイバの開口数 、光ファイバの開口数の導出とその応用上記の情報から、最終的に、集光能力はNAとして知られていると結論付けることができます。したがって、NAの値は高くなければなりません。これは、2つの屈折率の非類似度が高くなると簡単に達成できます。このため、ƞ1は高くなければなりません。そうでない場合、ƞ2は低くなければなりません。ここにあなたへの質問があります、NAの価値は何ですか？
