Material pregătit de Anastasia Dzharty
Numeric diafragma - sinusul unghiului maxim de incidență a luminii pentru dispozitive optice sau sinusul unghiului maxim al ghidului de undă de intrare sau fibră optică.
Există două sensuri diferite ale termenului „apertura numerică“ (NA), utilizate în contextul fibra optica si optica imagistica.
Apertura numerică a fibrei optice sau waveguide
In radiație (geometric) fascicul optică poate fi considerată ca fasciculul de lumină, care se propagă în aer și intră în miez (perpendicular cut) din fibre cu un profil de indice de refracție pas cu un mod de mare suprafață transversală. Apertura numerică (NA) de fibre - este sinusul unghiului maxim de incidență în raport cu axa fibrei la care lumina pătrunde în miez și în continuare de-a lungul fibrei se propagă. CHA se determină ca diferența indicelui de refracție al miezului și învelișului,
care poate fi definit de condiția ca fasciculul este introdus în fibra la un unghi de reflexie internă totală. Aici, N0 este indicele de refracție al mediului înconjurător fibrei, care este aproape de 1 în cazul aerului.
În mod similar, HA poate fi de asemenea definite pentru alte tipuri de ghiduri de undă.
Pentru a descrie propagarea luminii în fibrele cu o suprafață de bază mică (de exemplu, pentru fibre monomod), este necesar să se ia în considerare natura undă a luminii. optica geometrici nu poate fi folosit pentru a descrie propagarea luminii în astfel de fibre. Cu toate acestea, ecuația de mai sus poate fi utilizat pentru a calcula CHA prin indicii de refracție. CHA calcule complexe pentru non-dreptunghiulare (non-trepte) Profilul indicelui de refracție.
O deschidere numerică ridicată corespunde divergența mare a fasciculului la ieșirea fibrei optice, dar acest lucru depinde și de divergență a radiației diametrului miezului. Pentru fibrele cu profil de indice de refracție, diferit de etapa (adică acelea în care miezul are un indice de refracție constant), deschiderea numerică eficientă poate fi determinată pe baza profilului echivalent indicelui pas. Altfel, AN poate fi calculat din indicele de refracție maximă în miez.
Pentru fibră monomod NA este, în general aproximativ 0,1, dar poate varia de la aproximativ 0,05 până la 0.4. fibra multimod are de obicei o deschidere numerică mai mare, de exemplu, 0,3. Foarte valori mari sunt posibile pentru fibrele de cristal fotonice.
Pentru fibrele cu NA mare:
- Pentru un anumit mod de fibre din zona cu mai mare NA comportat mai bine, deoarece lumina ele sprijină, în general, un număr mai mare de moduri.
- In monomodală este mai mic decât diametrul miezului fibrei. Zona mod corespunzător este mai mică și divergența fasciculului la ieșirea din mai fibre. Proprietățile neliniare ale fibrei, respectiv, mai multe. Pe de altă parte, fibra single-mode cu o zonă mod de mare ar trebui să aibă un NA scăzut.
- Redusă de îndoire de fibre pierdere; fibra poate fi îndoită puternic asupra pierderilor înainte de îndoire devin semnificative.
- Sensibilitatea redusă a proprietăților de fibre la fluctuațiile aleatoare ale indicelui de refracție (pentru o fibră cu o suprafață mare, cu un mod de NA scăzut poate fi o problemă).
- O concentrație mai mare de impurități (de exemplu, germaniului), după cum este necesar pentru a crea o diferență mare în indicele de refracție poate crește pierderea datorată imprastiere.