2.3. Числовая апертура

Лекции по Оптическим линиям связи и пассивным компонентам ВОСП   

2. Физические основы передачи электромагнитной энергии по оптическим волокнам

2.3 Числовая апертура

Эффект полного внутреннего отражения реализуется в оптических волноводах за счет того, что в середине световода имеется «стеклянная сердцевина» с показателем преломления n1 и вокруг нее – «стеклянная оболочка» с показателем преломления n2, при этом n1 несколько выше n2 (рисунок 2.4).

 

Рисунок 2.4 – Распространение света в волоконном световоде

Из требования sinaо=n2/n1 следует, что все лучи, отклоняющиеся от оси световода на угол не более (90оa0), будут распространяться в сердцевине.

Для того чтобы ввести свет снаружи (воздух с показателем преломления n0=1) в сердцевину, угол ввода между лучом света и осью световода можно определить в соответствии с законом преломления:

                                      ,                                             (2.3.1)

и следовательно,

                         .           (2.3.2)

С учетом требования относительно критического угла sinaо=n2/n1 результат будет следующим:

                                  .              (2.3.3)

Максимальный возможный угол ввода (лучей на торец световода) qmax называется входной угловой апертурой световода. Она зависит только от двух показателей преломления: n1 и n2. Синус входной угловой апертуры называется числовой апертурой NA световода

                                                   .                          (2.3.4)

Эта величина очень важна для ввода света в волоконный световод.







© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.