Apertur Numerik Serat Optik & Turunannya

Coba Instrumen Kami Untuk Menghilangkan Masalah





Serat optik adalah serat plastik atau transparan yang digunakan untuk menyebarkan cahaya. Prinsip kerja ini adalah refleksi internal total dari dinding yang sama sekali berbeda. Sehingga cahaya dapat ditransmisikan untuk jarak yang jauh karena fleksibilitas fiber optik yang cukup. Jadi ini digunakan dalam mikroskop yang berukuran mikro, data komunikasi , dalam desain endoskopi yang bagus, dll serat optik kabel mencakup tiga lapisan seperti inti, kelongsong, dan jaket. Lapisan inti ditutup melalui selubung. Di sini lapisan cladding biasanya dirancang dengan plastik atau silika. Fungsi utama inti di dalam serat optik adalah untuk mengirimkan sinyal optik sementara kelongsong mengarahkan cahaya di dalam inti. Karena sinyal optik dipandu ke seluruh serat, maka itu disebut pandu gelombang optik. Artikel ini membahas gambaran umum bukaan numerik serat optik.

Apa yang dimaksud dengan Apertur Numerik dari Serat Optik?

Definisi: Pengukuran kemampuan serat optik untuk mengumpulkan kemunculan sinar cahaya di dalamnya dikenal sebagai bukaan numerik. Bentuk singkatnya adalah NA yang menggambarkan efisiensi dengan cahaya yang dikumpulkan di dalam serat untuk diperbanyak. Kita tahu bahwa ketika cahaya disebarkan melalui serat optik selama refleksi internal total. Jadi beberapa refleksi internal total terjadi di dalam serat untuk mengirimkan dari satu ujung ke ujung lainnya.




Kabel Fiber Optik dengan Refleksi Internal

Kabel Fiber Optik dengan Refleksi Internal

Setelah sinar cahaya dihasilkan dari sumber serat optik, maka serat optik harus sangat efisien untuk mendapatkan radiasi maksimal yang dipancarkan di dalamnya. Jadi kita dapat mengatakan bahwa efisiensi cahaya yang didapat dari serat optik adalah karakter utama saat memancarkan sinyal ke seluruh serat optik.



Bukaan numerik dihubungkan ke sudut penerimaan karena sudut penerimaan adalah sudut maksimum selama cahaya bergerak melalui serat. Oleh karena itu sudut NA & penerimaan dikaitkan satu sama lain.

Percobaan Apertur Numerik Serat Optik

Diagram percobaan serat optik ditunjukkan di bawah ini. Pada gambar berikut, sinar cahaya yang ditransmisikan ke serat optik dilambangkan dengan 'XA'. Di sini 'ƞ1' adalah indeks bias inti dan 'ƞ2' adalah kelongsongnya.

Gambar berikut mengilustrasikan sinar cahaya difokuskan pada serat optik. Di sini, sinar cahaya bergerak dari medium yang lebih padat ke medium yang lebih jarang dengan sudut 'α' melalui sumbu serat. Sudut 'α' disebut sudut penerimaan di kabel serat optik.


Sinar insiden ini berjalan di dalam kabel serat untuk dipantulkan sepenuhnya melalui antarmuka selubung inti. Namun, sudut datang harus lebih banyak bila dibandingkan dengan sudut kritis atau sebaliknya, jika sudut datang lebih rendah dibandingkan dengan sudut kritis, maka sinar tersebut akan dibiaskan dan bukan dipantulkan.
Berdasarkan hukum Snell, sinar bias & sudut datang akan memancarkan dalam sudut yang sama.

Apertur Numerik Serat Optik

Apertur Numerik Serat Optik

Oleh karena itu, dengan menerapkan hukum ini pada medium 1 (udara) & antarmuka inti, maka persamaannya akan menjadi

Ƞ sin α = Ƞ1 sin θ

Nilai 'θ' dapat ditulis dari gambar di atas seperti berikut.

Θ = π / 2- θc

Dengan mengganti nilai 'θ' pada persamaan di atas

Ƞ sin α = Ƞ1 sin (π / 2- θc)

Ƞ sin α = Ƞ1 * sin (π / 2) - sin (θc)

Dari trigonometri, kita tahu bahwa sin θ = cosθ dan sin π / 2 = 1

Ƞ sin α = Ƞ1cos (θc)

sin α = Ƞ1 / Ƞ cos (θc)

Kita tahu bahwa cos θc = √1-sin2θc

Dengan menerapkan hukum snell pada antarmuka selubung inti, maka kita bisa mendapatkannya

Ƞ1 sin θc = Ƞ2 sin π / 2

Ƞ1 sin θc = Ƞ2

Di sini nilai sin π / 2 adalah '1' menurut nilai trigonometri standar

sin θc = Ƞ2 / Ƞ1

Gantikan nilai sin θc dalam persamaan cos θc, lalu

cos θc = √1- cos θc = √1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2

Gantikan nilai cos θc dalam persamaan sin α, lalu

sin α = Ƞ1 / Ƞ√1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2

sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22) / Ƞ

Kita telah membahas bahwa medium 1 tidak lain adalah udara, jadi indeks bias (ƞ) adalah 1. Jadi lebih khusus lagi kita bisa katakan

sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22)

NA = √ (Ƞ12- Ƞ22)

Bukaan numerik dari rumus serat optik diturunkan di atas. Jadi ini adalah rumus untuk NA, di mana 'ƞ1' adalah indeks bias untuk inti & 'ƞ2' adalah indeks bias untuk kelongsong.

Penerapan Bukaan Numerik

Aplikasi NA meliputi berikut ini

  • Serat optik
  • Lensa
  • Tujuan Mikroskop
  • Tujuan Fotografi

FAQ

1). Berapa bukaan numerik (NA)?

Apertur numerik adalah kemampuan untuk mengumpulkan cahaya atau kapasitas serat optik.

2). Apa penerapan bukaan numerik serat optik?

Dalam serat optik, ini menggambarkan kisaran sudut di mana cahaya yang terjadi pada serat optik akan disiarkan bersamanya.

3). Apa penerapan bukaan numerik?

NA umumnya digunakan dalam mikroskop untuk menggambarkan kerucut penerimaan

4) Berapa sudut penerimaan pada kabel serat optik?

Sudut maksimum yang diselesaikan melalui sinar cahaya menggunakan sumbu serat untuk menyebarkan cahaya melalui serat setelah refleksi internal keseluruhan dikenal sebagai sudut penerimaan.

5). Apa rumus bukaan numerik?

Rumus utama bukaan numerik (NA) adalah = √ (Ƞ12- Ƞ22)

6). Bagaimana cara memilih serat optik?

Ada berbagai parameter yang harus dipertimbangkan untuk memilih serat optik yang sesuai propagasi sinyal .

7) .Apa prinsip kerja kabel fiber optik?

Prinsip kerja kabel fiber optic adalah refleksi internal total dimana sinyal cahaya dapat dipancarkan dari satu posisi ke posisi lain melalui sedikit kehilangan energi.

Jadi, ini semua tentang apa adanya bukaan numerik dalam serat optik , penurunan bukaan numerik serat optik, dan aplikasinya Dari informasi di atas akhirnya, kita dapat menyimpulkan bahwa kemampuan mengumpulkan cahaya dikenal sebagai NA. Jadi nilai NA harus tinggi yang dapat dicapai hanya jika perbedaan antara kedua indeks bias tinggi. Untuk ini, ƞ1 harus tinggi jika tidak ƞ2 harus di bawah. Ini pertanyaan untuk Anda, berapa nilai NA?