زاوية دخول الليف الضوئي: لماذا تختلف عن الزاوية الحرجة؟

زاوية دخول الليف الضوئي تختلف عن زاوية السقوط عند جداره. [1]

الخلاصة السريعة

المدخل والجدار لهما عمودان مختلفان. [1]

نموذج أشعة لليف مستقيم أسطواني مثالي شفاف متماثل الخواص. معامل الانكسار ثابت داخل القلب وداخل الكسوة: nc>ng>0، للطول الموجي المختار. قلب كبير قياسًا به؛ شعاع مائل في مستوى يحوي المحور. وجه الدخول عمودي عليه، ومعامل الخارج n0>0. [2]
α مع محور الليف خارجًا، وβ معه داخل القلب. عند المدخل n0sinα=ncsinβ. زاوية السقوط على الجدار من عموده φ=90°−β؛ لا نقارن α مباشرة بالحرجة. [1]
الحرجة عند الجدار θc=arcsin(ng/nc). للانعكاس الكلي نطلب φ>θc؛ بالتعويض نحصل على n0²sin²α<nc²−ng². المساواة هي الحد، عنده الانكسار بمحاذاة الجدار. [1]
الفتحة العددية NA=√(nc²−ng²). إذا 0<NA/n0<1، فحد الدخول αmax=arcsin(NA/n0)، والشرط للشعاع المائل 0<α<αmax. αmax نصف زاوية مخروط القبول، لا الزاوية الكاملة. لا يحسب كفاءة الاقتران أو أحادية النمط. [1][2]
مثال مؤلف: n0=1,nc=1.5,ng=1.4؛ αmax≈32.58° وθc≈68.96°. عند α≈26.74°: φ≈72.54° فيتحقق الشرط؛ عند α≈36.87°: φ≈66.42° فلا يتحقق. [1][2]

النموذج

نموذج أشعة لليف مستقيم أسطواني مثالي شفاف متماثل الخواص. معامل الانكسار ثابت داخل القلب وداخل الكسوة: nc>ng>0، للطول الموجي المختار. قلب كبير قياسًا به؛ شعاع مائل في مستوى يحوي المحور. وجه الدخول عمودي عليه، ومعامل الخارج n0>0. [2]

نموذج مؤلف، لا تجربة.

زاويتان مرجعيتان

α مع محور الليف خارجًا، وβ معه داخل القلب. عند المدخل n0sinα=ncsinβ. زاوية السقوط على الجدار من عموده φ=90°−β؛ لا نقارن α مباشرة بالحرجة. [1]

nc للقلب وng للكسوة.

شرط الجدار

الحرجة عند الجدار θc=arcsin(ng/nc). للانعكاس الكلي نطلب φ>θc؛ بالتعويض نحصل على n0²sin²α<nc²−ng². المساواة هي الحد، عنده الانكسار بمحاذاة الجدار. [1]

استخدم sinφ=cosβ؛ arcsin معكوس الجيب. [1]

حد المدخل

الفتحة العددية NA=√(nc²−ng²). إذا 0<NA/n0<1، فحد الدخول αmax=arcsin(NA/n0)، والشرط للشعاع المائل 0<α<αmax. αmax نصف زاوية مخروط القبول، لا الزاوية الكاملة. لا يحسب كفاءة الاقتران أو أحادية النمط. [1][2]

حد هندسي للشعاع النافذ.

اختبر شعاعين

مثال مؤلف: n0=1,nc=1.5,ng=1.4؛ αmax≈32.58° وθc≈68.96°. عند α≈26.74°: φ≈72.54° فيتحقق الشرط؛ عند α≈36.87°: φ≈66.42° فلا يتحقق. [1][2]

أرقام افتراضية، لا قياسات لمنتج.

المراجع

أنواع الألياف البصرية

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.