Co to jest apertura numeryczna?
Apertura numeryczna światłowodu określa zdolność światłowodu do przyjmowania promieni świetlnych pod określonym kątem. W praktyce mówi, jak duży może być kąt między promieniem wchodzącym do światłowodu a jego osią, aby światło nadal było prowadzone w rdzeniu.
Dla światłowodu umieszczonego w powietrzu apertura numeryczna jest równa:
NA = sin θmax
gdzie θmax to maksymalny kąt akceptacji promienia względem osi światłowodu.
Związek ze współczynnikami załamania
Dla światłowodu skokowego apertura numeryczna zależy od współczynników załamania rdzenia i płaszcza:
NA = √(n1² − n2²)
- n1 – współczynnik załamania rdzenia,
- n2 – współczynnik załamania płaszcza.
Aby światło było prowadzone w światłowodzie, musi zachodzić całkowite wewnętrzne odbicie na granicy rdzenia i płaszcza.
Znaczenie w światłowodach wielomodowych
W światłowodach wielomodowych większa apertura numeryczna oznacza łatwiejsze wprowadzenie światła do włókna, ale jednocześnie może zwiększać liczbę propagowanych modów. Większa liczba modów może powodować większą dyspersję modową, czyli rozmycie impulsu w czasie.
W pytaniach egzaminacyjnych
Jeżeli pojawia się sformułowanie: „sinus maksymalnego dozwolonego kąta pomiędzy promieniem wchodzącym a osią światłowodu”, chodzi o aperturę numeryczną.