Fiber Optiğin Temelleri -2
Kabul Açışı
Işığın fiber içinde ilerleyebilmesi için, girişte fiber ekseni ile yapacağı en büyük açıya kabul açısı denir ve bu açı şekilde Өa ile gösterilmiştir. Өa’ ya eşit ya da daha küçük bir açısıyla giren ışın,(yansıyan ışında olduğu gibi) fiberin nüve-kaplama ara yüzeyine tam yansıma şartını (kritik açıdan büyük ya da eşit açı) sağlayacak şekilde ulaşır. Böyle ışınlar fiber boyunca kılavuzlanır. Өa’ dan büyük bir açıyla gelen ışınlar, nüve kaplama ara yüzeyinde tam yansıma şartını sağlayamayacaklarından kaplama girerler ve sonunda radyasyonla kaybolurlar.
- Kabul açısı
Kabul Konisi
Her fiber için kendine özgü olan bu kritik açı değerinin oluşturduğu bir koni vardır. Bu koniye kabul konisi denilmektedir. Bir ışının fiber içinde tam yansıma yaparak ilerleyebilmesi için kabul konisi içinden gönderilmesi gerekir.
- Kabul Konisi
Nümerik Açıklık
Optik sistemler için nümerik açıklık (NA), ışık ışınlarının fibere kabul edilmesi ve fiberde yayılması için gerekli açı aralığını karakterize etmek için kullanılan birimsiz bir değerdir.
Çok modlu fiber optikler sadece fibere belirli bir koninin içinden gelen ışınları iletirler. Bu koni kabul konisi olarakta bilinmektedir. Kabul konisinin yarısının açısına kabul açısı denir. Basamak indisli çok modlu fiberler için kabul açısı sadece kırılma indislerine göre belirlenir.
Nümerik açıklık, fiberin ışık toplama kabiliyetinin bir ölçüsüdür.8 mikro metre ’ye kadar olan fiber öz çapları için çaptan bağımsızdır. Daha düşük çaplar için, geometrik optik (ışın optiği) yaklaşımları geçersiz olduğundan, bu bağıntılarda geçersiz olur. Bunun sebebi, ışın teorisi modelinin, ışığın karakterinin yalnızca bir kısmını tanımlamasıdır. Bu teori bir düzlem dalga bileşeninin fiber içindeki yönünü tanımlar; fakat böyle bileşenler arasındaki girişimi hesaba katmaz. Girişim olayı işe sokulduğu zaman, fiber özünde sadece belli ayrık karakteristiklere sahip olan ışınların yayılacağı bulunmuştur. Böylece, fiber sadece ayrık çok sayıda kılavuzlanmış modu besler. Bu durum sadece bir veya birkaç modun beslendiği küçük öz çaplı fiberlerde kritik hale gelir. Bu yüzden böyle durumlarda elektromanyetik mod teorisi uygulanır.
Nümerik açıklık ne nüve çapına ne de saydam maddenin indis değerine bağlıdır. Sadece nüve ve kılıfın indis farklılığına bağlıdır ve doğru orantılıdır. İndis farkı arttıkça NA büyüyeceğinden fiberin kabul ettiği ışın miktarı artar. Kısaca NA fiber damar içinde ilerleyebilecek ışınların ışık kaynağından en çok kaç derecelik açı ile geldiğini belirleyen bir değerdir.
n = Fibere girmeden önce ışığın geçtiği ortamın kırılma indisi
nf = Fiber nüvesinin kırılma indisi
nc = Fiber kılıfının kırılma indisi