왜 플라스틱 광섬유의 수치 개구는 보통 0이 되는 걸까요?5?

엔지니어들이 1mm 플라스틱 광섬유 (POF) 의 사양을 검토할 때, 한 값이 반복적으로 나타납니다.숫자의 개도 (NA) 는 0 정도입니다.5.

첫눈에, NA는 약화, 파장, 또는 핵 지름과 함께 기록하는 다른 데이터 시트 매개 변수처럼 보일 수 있습니다.산업용 POF 연결의 몇 가지 중요한 특징을 설명하는 데 도움이 됩니다.: 왜 LED가 비교적 쉽게 광섬유로 빛을 결합시킬 수 있는지, 왜 광학 인터페이스가 더 많은 기계적 변화를 견딜 수 있는지, 왜 많은 전파 모드가 지원되는지,그리고 왜 쉬운 결합은 자동으로 더 긴 전송 거리를 의미하지.

따라서 수치열개는 광학 공식이 아니라 광자의 물리적 구조와 소스 결합, 커넥터 정렬, 모달 행동,굽는, 그리고 전체적인 링크 디자인.

플라스틱 광섬유에서 수치열개는 무엇을 의미합니까?

수학적 오프터리 (NA) 는 광섬유의 각성 발사창을 정량화합니다.입력되는 광선이 유선 축에서 얼마나 멀리 벗어날 수 있는지 표시하고 여전히 안내 조건을 만족합니다.0.5의 NA는 약 30°의 반각, 또는 대략 60°의 전체 수용 콘에 해당한다.

일반적인 단계 지수 섬유의 경우, 수치적 오프레어는 다음과 같이 표현될 수 있다.

NA = n0 sin θa

어디n0주변 매체의 굴절 지수이며θa수용 반각입니다.

공중에서 들어오는 빛의 경우,n0대략 1, 그래서:

NA ≈ sin

만약 NA = 0이라면5:

θa ≈ sin−1(0.5) ≈ 30°

이 각은 숫자를 해석하는 실용적인 방법을 제공합니다.5, √ 엔지니어들은 유선 축을 둘러싼 상대적으로 넓은 각 영역을 통해 가이드 된 빛을 받아들이는 것으로 생각할 수 있습니다.

NA 0.5 및 플라스틱 광섬유 수용 콘

NA가 수용 각과 어떻게 관련되는지

수용 각은 3차원수용 콘섬유 입구에서

더 작은 NA를 가진 섬유는 더 좁은 수용 피침을 가지고 있기 때문에, 들어오는 광선은 섬유축과 더 밀접하게 정렬되어야 합니다.

더 큰 NA를 가진 섬유는 더 넓은 범위의 발사 각을 통해 빛을 받아들인다.

이것은 특히 실용적인 산업 연결에서 중요합니다. 더 넓은 각 수용은 소스와 섬유 사이의 매우 정확한 각 위치의 필요성을 감소시킵니다.

따라서 NA는 부분적으로각 정렬 허용 매개 변수.

핵 및 클래핑 굴절 지수가 NA를 설정하는 방법

수용각은 섬유 자체의 광학적 구조에서 나옵니다.

단계 지수 섬유의 핵은 주변 클레이딩보다 높은 굴절 지수를 가지고 있다. 적절한 조건 하에서 이 차이는 빛이 핵 안에 갇혀 있을 수 있게 한다.

단순화된 단계 지표 구조의 경우:

NA ≈ √(ncore2 − ncladding2)

더 큰 굴절 지수 차이는 일반적으로 더 큰 수치 개방을 생성합니다.

전통적인 산업 단계 지표 POF는 일반적으로 PMMA 기반의 핵과 낮은 지표의 폴리머 클레이딩을 결합합니다. 이 상대적으로 강한 굴절 지표 대비는 NA를 0 정도로 만듭니다.5 많은 1mm POF 디자인에 실용적입니다..

코어 및 클래딩 굴절 지수가 어떻게 POF 수치 개열을 생성하는지

따라서 값은 임의의 데이터 시트 목표가 아닌 섬유의 물리적 구조에 뿌리를 두고 있습니다.

왜 많은 1mm 단계 지표 POF가 NA가 0 정도 되는 걸까요?5?

0이라는 숫자에 대해 보편적인 것은 없습니다.5.

모든 플라스틱 광섬유가 동일한 NA를 가지고 있는 것은 아니며, 0.5은 모든 광 시스템에서 이상적인 값으로 간주되어서는 안 된다.

대신 0.5 정도의 NA는 1mm 단계 지표 POF의 더 넓은 엔지니어링 아키텍처에 적합합니다.

이 링크들은 일반적으로 다음을 결합합니다.

• 비교적 큰 섬유 핵

• 높은 멀티모드 퍼포먼스

• LED 등 가시광선

• 기계적으로 간단한 연결 시스템

• 단거리 산업 통신

넓은 수용 콘이 이 조합에 잘 어울립니다.

송신기는 매우 좁은 각 범위로 빛을 주입할 필요가 없습니다.그리고 광학 인터페이스는 훨씬 작은 코어 또는 좁은 각 수용을 중심으로 설계된 시스템보다 더 많은 변형을 견딜 수 있습니다..

따라서 공통 NA 값은엔지니어링 타협.

간단한 결합과 설치를 지원하지만 대역폭과 거리가 더 까다로워질 때 고려해야 할 강력한 멀티 모드 행동에 기여합니다.

높은 NA는 어떻게 LED와 POF 결합을 향상시키는가?

빛과 섬유 사이의 관계는 가장 실용적인 이유 중 하나입니다.

LED는 일반적으로 좁고 고도로 융합된 하나의 빔을 생성하기보다는 비교적 넓은 각도 범위에서 빛을 발산합니다.

이 섬유가 좁은 각도 범위를만 받아들인다면 그 방출의 작은 부분이 유용한 가이드 라이트로 들어갈 수 있습니다.

더 높은 NA 섬유로 더 넓은 앵글러 발사 창을 제공합니다.

왜 더 높은 NA가 LED-POF 결합을 더 쉽게 만드는가

이 연구결과가센서 및 센서 시스템 저널분석된 LED 커플링은 NA가 0인 표준 1mm POF로5그것은 어떻게 섬유의 수용 각이 LED의 각 방출의 부분을 제한하는지를 보여주었습니다.

더 넓은 수용 뿔 은 더 많은 LED 방사선 을 포착 할 수 있다

같은 LED가 서로 다른 숫자의 오프레이션을 가진 두 개의 섬유 앞에 놓인다고 생각해 봅시다.

낮은 NA 섬유는 상대적으로 좁은 피침 안에 있는 광선을만 받아들인다.

더 높은 NA 섬유는 더 넓은 범위의 방사선 방향을 수용합니다.

따라서 LED의 각출력 중 더 많은 부분이 더 높은 NA 섬유의 사용 가능한 발사 영역에 들어갈 수 있습니다.

짧은 산업용 광학 링크의 경우, 이것은 송신기가 광섬유로 빛을 발사하기 전에 엄격하게 제어된 광선을 생성할 필요가 없기 때문에 유용합니다.

왜 NA 만이 결합 효율을 결정하지 않는가

더 높은 NA는 높은 결합 효율을 보장하지 않습니다.

실제 발사된 광전력 또한 다음과 같은 여러 가지 다른 변수에 달려 있습니다.

• 방출기의 크기

• LED 방사선 패턴

• 섬유 코어 지름

• 소스-섬유 간격

• 변편 오프셋

• 각 오프셋

• 섬유 끝제제;

• 인터페이스 반사

• 송신기에 사용되는 모든 렌즈나 광학적 구조.

따라서 동일한 NA 0.5 POF에 연결된 두 개의 송신기는 서로 다른 양의 광 전력을 발사 할 수 있습니다.

NA는 허용된 각 범위를 정의하지만 완전한 결합 결과를 결정하지 않습니다.

왜 1mm POF가 커넥터 오차를 더 잘 견딜 수 있을까요?

POF는 종종 기계적으로 용서한다고 여겨지지만, 수치적 개열은 그 이유의 일부일 뿐이다.

두 가지 다른 유형의 정렬 오류를 구분해야 합니다.옆구리 정렬이 잘못 된 경우그리고각의 오차.

큰 핵 지름 이 옆구리 의 부적절 함 에 도움 이 된다

양측 오차는 두 개의 광학적 요소가 서로 상대적으로 옆으로 이동할 때 발생합니다.

1mm급의 POF 코어는 상대적으로 큰 물리적 표적을 제공합니다.

소박한 옆 이동은 여전히 전송 영역과 수신 코어 사이에 상당한 중복을 남길 수 있습니다.

이것은 주로핵 크기 효과.

큰 코어는 소스를 위치시키거나 두 개의 섬유 끝을 정렬하거나 간단한 산업용 커넥터를 설계할 때 필요한 기계적 정밀도를 줄여줍니다.

높은 NA 는 각적 부조화 에 도움 이 된다

각의 오차는 다릅니다.

소스와 섬유는 서로 상대적으로 가볍게 기울인 광축을 가지고 있는 동안 올바르게 중심이 될 수 있다.

여기서는 수치의 개열이 더 중요해집니다.

높은 NA POF는 상대적으로 넓은 각모에 빛을 받아들이기 때문에 일부 각편 편차는 여전히 허용되는 발사 범위 내에서 들어오는 빛을 남길 수 있습니다.

따라서 전통적인 1mm POF의 실용적인 설치 허용도는 두 가지 특징이 함께 작동하는 것으로 나타납니다.

큰 핵 지름은 공간적 관용을 제공합니다.

높은 수치 관개는 각도 허용을 제공합니다.

                            큰 코어 대 높은 NA: 측면 및 각 정렬 허용

이 구별은 모든 커넥터 허용을 NA에 부여하는 것이 실제 광 인터페이스를 지나치게 단순화하기 때문에 중요합니다.

더 큰 숫자 개도 는 항상 더 낫습니까?

- 아니

높은 NA POF를 쉽게 밝힐 수 있게 해주는 같은 특성은 광선이 섬유로 들어가면 빛의 전파 방식에도 영향을 미친다.

대핵 단계 지표 POF는 강력하게 멀티모드이다. 빛은 하나의 동일한 경로를 따라가기보다는 다양한 모달 조건 하에서 그 안에서 전파될 수 있다.

더 높은 NA는 더 많은 전파 각도와 모드를 허용합니다.

더 큰 NA는 내부 전파 각의 더 넓은 범위에서 가이드 된 빛을 허용합니다.

일부 광전력은 섬유축에 비교적 가까이 이동합니다.

다른 빛은 더 경직한 경로를 따라가며 코어-클래딩 경계와 더 자주 상호 작용합니다.

모달적인 측면에서, 섬유는 많은 퍼포먼스 모드를 지원하고 흥분시킬 수 있습니다.

이것은 송신기가 좁게 제어된 모드를 흥분시킬 필요가 없기 때문에 광학 발사도 비교적 용납적입니다.

그러나 같은 모달 다양성은 신호 타이밍에 영향을 미칩니다.

더 많은 모드는 모달 분산을 증가시킬 수 있습니다.

서로 다른 모드가 서로 다른 이동시간으로 섬유를 통해 전파할 수 있습니다.

짧은 광적 펄스가 여러 모드를 흥분시키면, 그 모드가 동시에 수신기에 도달하지 않을 수 있다. 따라서 수신된 펄스는 전송된 펄스보다 더 넓어진다.

높은 NA의 트레이드 오프: 더 많은 수용 모드와 더 많은 모달 분산

이 효과는모달 분산.

재검토센서전파 측면에서 동일한 엔지니어링 타협을 식별합니다. 넓은 수용 범위로 광학 발사가 덜 제한적입니다.하지만 또한 더 넓은 모달 인구가 전송에 참여할 수 있습니다.이로 인한 모달 트랜지스 시간에 대한 차이는 거리에 사용할 수있는 대역폭을 제한 할 수 있습니다.

따라서 더 큰 NA는 자동적으로 더 나은 광적 성능으로 해석되어서는 안 됩니다.

더 높은 NA는 멀티모드 분산의 중요성을 증가시키는 동시에 결합 편의성과 각도 관용을 향상시킬 수 있습니다.

올바른 NA는 전체 시스템의 우선 순위에 달려 있습니다.

NA는 구부러짐, 손실 및 통신 거리에 어떻게 영향을 미치나요?

또 다른 일반적인 오류는 수학적 오프러를 전송 거리의 직접적인 지표로 취급하는 것입니다.

간단한 가정은:

더 높은 NA → 더 많은 결합된 빛 → 더 긴 링크

첫 번째 관계는 적절한 발사 조건에서 유용할 수 있습니다.

두번째는 자동으로 따르지 않습니다.

NA는 구부러진 행동에 영향을 주지만 구부러진 반지름은 정의하지 않습니다

상대적으로 높은 NA는 더 강한 광적 격리와 일부 거시 접착 조건에 대한 민감도를 줄일 수 있습니다.

그러나, 굽기 성능은 NA만으로 결정되지 않습니다.

섬유 구조, 모드 분포, 케이블 구조, 구부리 반지름, 설치 기하학, 그리고 구부리의 심각성은 모두 중요합니다.

다른 모드는 섬유가 구부러질 때도 다르게 반응할 수 있습니다.

따라서 실제 설치를 위해 NA는 케이블의 지정된 최소 구부리 반지름 또는 실제 구부리 손실 성능을 결코 대체해서는 안됩니다.

NA는 광전력 예산의 한 부분일 뿐이다

통신 거리는 먼저 수신기에 충분한 광력이 도달하는지 여부에 달려 있습니다.

실용적인 산업용 광 연결은 다음을 고려해야 합니다.

• 송신기 출력

• 소스-섬유 결합

• 커넥터 손실

• 섬유 약화

• 구부러짐과 관련된 손실

• 기타 설치 손실

• 수신기 감수성

더 큰 NA는 광학 발사를 더 쉽게 함으로써 그 사슬의 시작을 개선할 수 있다.

하지만 약화는 전송 거리가 증가함에 따라 광전력을 계속 감소시킵니다.

광섬유는 단순히 빛을 효율적으로 받아들이기 때문에 먼 거리를 이동할 수 있는 매체가 되지 않습니다.

전송 거리는 또한 모달 분산에 달려 있습니다.

수신된 광전력은 한 가지 한계일 뿐입니다.

신호 무결성은 또 다른 문제입니다.

수신기에 충분한 전력이 도달하더라도 모달 분산은 광적 펄스를 넓힐 수 있습니다.

더 높은 데이터 속도나 더 먼 거리에서, 이 확장은 인접한 비트들을 구별하는 것을 더 어렵게 만들 수 있습니다.

따라서 사용 가능한 최대 통신 거리는광전력 예산그리고대역폭 거리의 동작연결의.

이러한 효과를 분리하는 유용한 방법은 두 가지 다른 질문을 하는 것입니다.

수신기에 충분한 광력이 도달합니까?

오프틱 신호가 도착했을 때 충분히 손상되지 않은 상태로 남아 있습니까?

NA는 시스템의 두 부분 모두에 영향을 미치지만, 어느 쪽도 독립적으로 결정하지는 않습니다.

전체 산업용 POF 링크의 수치 개방

산업용 POF 링크를 선택할 때 NA = 0.5는 무엇을 의미합니까?

공학자가NA = 05POF 사양에서, 유용한 해석은 단순히 이 섬유가 큰 수치 열을 가지고 있다는 것이 아닙니다.

이것은 섬유가 상대적으로 넓은 각점 발사 창을 가지고 있으며 다중 모드 전파를 지원하도록 설계되었다는 것을 의미합니다.

기존 1mm POF 시스템에서는 그 특성이 넓은 방출 광원과 기계적으로 견딜 수 있는 결합에서 잘 작동합니다.

그러나 NA는 항상 다른 링크 매개 변수와 함께 평가되어야 합니다.

핵 지름은 공간 정렬 허용에 영향을 미칩니다.

송신기는 실제로 얼마나 많은 광력이 발사되는지 결정합니다.

광섬유 약화는 주어진 전송 거리가 지나면 얼마나 많은 전력이 남아 있는지 결정합니다.

커넥터 품질과 굽기는 추가 손실을 초래합니다.

수신기의 감수성은 수신된 광전력이 얼마나 필요한지 정의합니다.

데이터 속도와 모달 분산은 펄스 확장이 제한되기 전에 신호가 얼마나 멀리 이동할 수 있는지에 영향을 미칩니다.

따라서 같은 명목 NA를 가진 섬유를 사용하는 두 개의 광학 시스템은 매우 다르게 행동 할 수 있습니다.

NA는 전체 통신 링크가 아닌 광 인터페이스의 중요한 부분을 설명합니다.

숫자 개도 는 시스템 매개 변수 이고 데이터 시트 번호 가 아닙니다

0.5 정도의 NA의 중요성은 전통적인 산업용 POF의 전체 구조의 일부로 간주되면 더 분명합니다.

큰 핵은 넓은 물리적 결합 영역을 제공합니다.

상대적으로 높은 NA는 넓은 각도 수용 콘을 제공합니다.

이 특징들은 모두 함께 커넥터와 설치에 유용한 기계적 허용을 유지하면서 광섬유에 폭출력 LED 소스를 결합하는 것이 실용적입니다.

같은 설계도 많은 전파 모드를 지원합니다.

이것은 광학 발사를 더 쉽게 하지만 전송 거리와 데이터 속도가 증가함에 따라 모달 분산 고려사항을 도입합니다.

이것은 숫자의 뒤에 있는 엔지니어링 의미입니다.

NA ≈ 0.5은 0.5이 광섬유에 대한 이상적인 값이기 때문에 유용하지 않습니다.기존 단거리 산업용 POF의 기계적으로 견딜 수 있는 구조.

일단 수치용 개열이 이런 식으로 이해되면, 그것은 데이터 시트에서 복사된 값이 되는 것을 멈추고 전체 광학 링크가 어떻게 동작하는지 설명하는 매개 변수가 된다.

자주 묻는 질문

플라스틱 광섬유에서 0.5의 NA는 무엇을 의미합니까?

공기로부터 들어오는 빛의 경우, 0.5의 NA는 약 30°의 수용 반각, 또는 대략 60°의 전체 수용 콘에 해당합니다.섬유는 자기 축을 중심으로 상대적으로 넓은 각도에서 가이드 빛을 받아들일 수 있습니다..

왜 1mm POF는 보통 많은 유리 섬유보다 더 큰 수치 열광을 가지고 있습니까?

일반적인 1mm 단계 지표 POF는 코어와 클래싱 사이의 상대적으로 큰 굴절 지표 차이를 사용합니다. 이는 높은 NA를 생성합니다.대형 코어 아키텍처는 또한 쉬운 광학 결합과 편안한 각 배열에서 이익을 얻습니다.특정 유리 섬유는 매우 다른 NA 값을 가질 수 있으므로 항상 정의 된 섬유 유형을 비교해야합니다.

더 높은 수치용 개도로는 LED 결합이 더 쉬워지나요?

일반적으로 그렇습니다. 더 큰 NA는 더 넓은 수용 콩을 만들어 광섬유의 사용 가능한 각 발사 범위에 더 넓은 LED 방출 패턴이 들어갈 수 있습니다.실제 결합 효율은 여전히 소스 기하학에 달려 있습니다., 핵 지름, 간격, 정렬, 끝면 품질, 광적 인터페이스.

높은 NA는 POF 커넥터를 더 쉽게 정렬합니까?

높은 NA는 주로각의 오차1mm POF의 큰 코어는옆구리 정렬이 잘못 된 경우전통적인 POF는 이 두 가지 특징이 함께 작동하기 때문에 비교적 쉽게 연결됩니다.

더 높은 수치열개가 POF 전송 거리를 증가시키나요?

직접적으로 아닙니다. 더 높은 NA는 발사 효율을 향상시킬 수 있고 따라서 광학 전력 예산에 도움이 될 수 있지만 최대 연결 거리는 약화, 커넥터 손실, 구부러짐, 송신기 전력,수신기 감수성, 데이터 속도, 모달 분산.

수치 오프레이는 POF 대역폭과 모달 분산에 어떻게 영향을 미치나요?

더 큰 NA는 더 넓은 범위의 전파 각도를 허용하고 다중 모드 단계 지표 섬유에서 더 많은 모드를 흥분시킬 수 있습니다. 다른 모드가 다른 전송 시간을 가질 수 있기 때문에,수신된 광적 펄스는 확대될 수 있습니다.이 모달 분산은 전송 거리와 데이터 속도가 증가함에 따라 사용할 수있는 대역폭을 제한 할 수 있습니다.