Calculadora de la Apertura Numérica de Fibras Ópticas
La apertura numérica de un sistema de fibra óptica como el que se muestra en el diagrama a continuación ha sido definida y se han encontrado todas las fórmulas importantes.
Para un núcleo de índice de refracción n1 y un revestimiento de índice de refracción n2, tal que n1 > n2,
un rayo de luz que incide desde fuera del núcleo en un ángulo α se reflejará internamente en la interfaz núcleo-revestimiento, si α es menor que αmax
dado por la fórmula
\alpha_{max} = \sin^{-1} \left (\dfrac{1}{n} \sqrt{n_1^2-n_2^2} \right)
Otras fórmulas relacionadas con el ángulo crítico en la interfaz núcleo-revestimiento θc y la apertura numérica A.N. son las siguientes:
\theta_c = \sin^{-1} \left(\dfrac{n_2}{n_1} \right)
A.N = \sqrt{n_1^2-n_2^2}
El ángulo de refracción β en la interfaz exterior-núcleo y el ángulo de incidencia α están relacionados por:
n \sin\alpha = n_1 \sin\beta
y el ángulo de incidencia en la interfaz núcleo-revestimiento θ y el ángulo β son complementarios.
\theta = 90^{\circ} - \beta
A continuación se presentan dos calculadoras que utilizan las fórmulas anteriores.
1 - Calcular Apertura Numérica y αmax
Introduce el índice de refracción del exterior n, el índice de refracción del núcleo n1, el índice de refracción del revestimiento n2 y el ángulo de incidencia α del rayo proveniente del exterior de la fibra, luego presiona "Calcular".
Los resultados son: el ángulo de refracción β en la interfaz exterior-núcleo, el ángulo de incidencia θ en la interfaz núcleo-revestimiento, el ángulo crítico θc en la interfaz núcleo-revestimiento, la apertura numérica A.N.
y el ángulo máximo αmaxc para el cual ocurre la reflexión interna total dentro de la fibra, también llamado el ángulo de aceptación.
2 - Calcular Índices de Refracción Dados θc y αmax
Introduce el índice de refracción del exterior n, el ángulo crítico θc en la interfaz núcleo-revestimiento, el ángulo de aceptación αmax y luego presiona "Calcular".
Los resultados son los índices de refracción del núcleo n1 y del revestimiento n2.
Más Referencias y Enlaces
Apertura Numérica de Fibras Ópticas.
Fibras Ópticas.
Reflexión Interna Total de los Rayos de Luz en una Interfaz.