광섬유는 빛을 전파하는 데 사용되는 플라스틱 또는 투명 섬유입니다. 이것의 작동 원리는 완전히 다른 벽으로부터의 내부 전반사입니다. 따라서 광섬유의 유연성이 충분하기 때문에 빛이 장거리로 전송 될 수 있습니다. 그래서 이것은 마이크로 크기의 현미경에 사용됩니다. 통신 , 정밀한 내시경 디자인 등. 광섬유 케이블은 코어, 클래딩 및 재킷과 같은 세 개의 레이어를 포함합니다. 코어 레이어는 클래딩을 통해 둘러싸여 있습니다. 여기서 클래딩 층은 일반적으로 플라스틱 또는 실리카로 설계됩니다. 광섬유 내 코어의 주요 기능은 클래딩이 코어의 빛을 향하게하는 동안 광 신호를 전송하는 것입니다. 광 신호가 광섬유를 통해 안내되므로 광 도파관이라고합니다. 이 기사에서는 광섬유의 개구 수에 대한 개요를 설명합니다.
광섬유의 수치 조리개는 무엇입니까?
정의: 그 안에 발생하는 광선을 수집하는 광섬유 능력의 측정을 개구 수라고합니다. 이것의 약식은 NA입니다. 빛 그것은 전파되기 위해 섬유 내에서 수집됩니다. 빛이 내부 전반사 중에 광섬유를 통해 전파 될 때 우리는 알고 있습니다. 따라서 광섬유 내에서 여러 개의 내부 전반사가 발생하여 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 전송됩니다.
내부 반사가있는 광섬유 케이블
광선이 광섬유의 소스에서 생성되면 광섬유는 최대 방출 방사선을 얻기 위해 매우 효율적이어야합니다. 따라서 광섬유를 통해 신호를 전송하면 광섬유에서 들어오는 빛의 효율이 주인공이라고 말할 수 있습니다.
허용 각도는 광이 섬유를 통과하는 동안 최대 각도이기 때문에 개구 수는 허용 각도와 연결됩니다. 따라서 NA 및 수용 각도는 서로 연관됩니다.
광섬유 실험의 수치 조리개
광섬유 실험 다이어그램은 다음과 같습니다. 다음 이미지에서 광섬유로 전달되는 광선은 'XA'로 표시됩니다. 여기서‘ƞ1’은 코어의 굴절률이고‘ƞ2’는 클래딩입니다.
다음 이미지는 광선이 광섬유에 집중되는 것을 보여줍니다. 여기서 광선은 섬유 축을 통과하는 각도 'α'로 밀도가 더 높은 매체에서 더 희귀 한 매체로 이동합니다. 'α'각도는 광섬유 케이블에서 허용 각도라고합니다.
이 입사 광선은 광섬유 케이블 내에서 이동하여 코어 클래딩 인터페이스를 통해 전체적으로 반사됩니다. 그러나 임계각과 대비할 때 입사각이 더 커야합니다. 그렇지 않으면 입사각이 임계각에 비해 낮 으면 광선이 반사되지 않고 굴절됩니다.
Snell의 법칙에 따라 굴절 된 광선과 입사각은 동일한 각도 내에서 투과합니다.
광섬유의 수치 조리개
따라서이 법칙을 매체 1 (공기) 및 코어 인터페이스에 적용하면 방정식은 다음과 같습니다.
Ƞ sin α = Ƞ1 sin θ
위 이미지에서 다음과 같이‘θ’값을 쓸 수 있습니다.
Θ = π / 2- θc
위 식에서‘θ’값을 대입하면
Ƞ sin α = Ƞ1 sin (π / 2- θc)
Ƞ sin α = Ƞ1 * sin (π / 2)-sin (θc)
삼각법으로부터 우리는 sin θ = cosθ 및 sin π / 2 = 1
Ƞ sin α = Ƞ1cos (θc)
sin α = Ƞ1 / Ƞ cos (θc)
cos θc = √1-sin2θc
코어 클래딩의 인터페이스에 snell의 법칙을 적용하면
Ƞ1 sin θc = Ƞ2 sin π / 2
Ƞ1 sin θc = Ƞ2
여기서 sin π / 2 값은 표준 삼각법 값에 따라 '1'입니다.
sin θc = Ƞ2 / Ƞ1
cos θc 방정식에서 sin θc 값을 대입 한 다음
cos θc = √1- cos θc = √1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
sin α 방정식에서 cos θc 값을 대입 한 다음
sin α = Ƞ1 / Ƞ√1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2
sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22) / Ƞ
우리는 이미 매체 1이 공기 일 뿐이므로 굴절률 (ƞ)은 1이 될 것임을 이미 논의했습니다.
sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22)
NA = √ (Ƞ12- Ƞ22)
광섬유 공식의 개구 수는 위에서 도출됩니다. 그래서 이것은 NA의 공식입니다. 여기서‘ƞ1’은 코어의 굴절률이고‘ƞ2’는 클래딩의 굴절률입니다.
수치 조리개의 응용
NA의 응용 프로그램은 다음과 같습니다.
- 광섬유
- 렌즈
- 현미경 목표
- 사진 목적
자주 묻는 질문
1). 개구 수 (NA)는 무엇입니까?
개구 수는 빛을 모으는 능력이고 그렇지 않으면 광섬유 용량입니다.
2). 광섬유의 개구 수 적용은 무엇입니까?
광섬유에서는 광섬유에서 발생하는 빛이 함께 방송되는 각도 범위를 설명합니다.
삼). 개구 수의 적용은 무엇입니까?
NA는 일반적으로 수용 원뿔을 설명하기 위해 현미경으로 사용됩니다.
4) 광섬유 케이블의 수용 각도는 얼마입니까?
전체 내부 반사 후 광섬유를 통해 빛을 전파하기 위해 광섬유 축을 사용하여 광선을 통해 완성 된 최대 각도를 수용 각도라고합니다.
5). 개구 수 공식은 무엇입니까?
개구 수 (NA)의 주요 공식은 = √ (Ƞ12- Ƞ22)입니다.
6). 광섬유를 선택하는 방법은 무엇입니까?
적합한 광섬유를 선택하기 위해 반영해야하는 다양한 매개 변수가 있습니다. 신호 전파 .
7) 광섬유 케이블의 작동 원리는 무엇입니까?
광섬유 케이블의 작동 원리는 광 신호가 작은 에너지 손실을 통해 한 위치에서 다른 위치로 브로드 캐스팅 될 수있는 내부 전반사입니다.
따라서 이것은 광섬유의 개구 수 , 광섬유의 개구 수 유도 및 응용 위의 정보를 통해 마지막으로 집광 능력이 NA로 알려져 있다는 결론을 내릴 수 있습니다. 따라서 NA의 값은 두 굴절률 사이의 차이가 높을 때 얻을 수있는 높은 값이어야합니다. 이를 위해서는 ƞ1이 높아야하고 그렇지 않으면 ƞ2가 낮아야합니다. 여기에 질문이 있습니다. NA의 가치는 무엇입니까?
