Calculadora de la Apertura Numérica de la Fibra Óptica
Apertura numérica, ángulo de aceptación, número V y corte monomodo de una fibra óptica de índice escalonado, a partir de los índices del núcleo y del revestimiento.
Resultados
Qué hace esta herramienta
La luz queda dentro de una fibra por reflexión interna total, y solo los rayos que entran dentro de cierto cono quedan atrapados; el seno del semiángulo de ese cono es la apertura numérica. Los dos vidrios se diferencian sorprendentemente poco: en la fibra de telecomunicaciones estándar el índice del núcleo es solo un 0,35 % mayor que el del revestimiento, lo que da una apertura cercana a 0,12 y un semiángulo de aceptación de unos 7°. El número V decide cuántos caminos, o modos, puede seguir la luz: por debajo de 2,405 solo sobrevive uno, y por eso la misma fibra de 8 µm es monomodo a 1310 y 1550 nm pero no con luz visible. Las fórmulas son para fibra de índice escalonado; la multimodo de índice gradual transporta aproximadamente la mitad de modos.
Fórmula
NA = √(n₁² − n₂²) · θ = asin(NA ÷ n₀) · V = π d NA ÷ λ
Variables
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
n1 | Índice de refracción del núcleo | — |
n2 | Índice de refracción del revestimiento | — |
dc | Diámetro del núcleo | µm |
lam | Longitud de onda | nm |
n0 | Índice del medio del que llega la luz (aire = 1) | — |
NA | Apertura numérica | — |
TH | Semiángulo de aceptación | ° |
V | Frecuencia normalizada (número V) | — |
LC | Monomodo por encima de esta longitud de onda | nm |
MO | Régimen de modos | — |
NM | Número aproximado de modos (V grande) | — |
Ejemplo resuelto
- Índice de refracción del núcleo1,4504
- Índice de refracción del revestimiento1,4454
- Diámetro del núcleo8,2 µm
- Longitud de onda1310 nm
- Índice del medio del que llega la luz (aire = 1)1
- Apertura numérica0,1203
- Semiángulo de aceptación6,91 °
- Frecuencia normalizada (número V)2,366
- Monomodo por encima de esta longitud de onda1289 nm
- Régimen de modosMonomodo en esta longitud de onda
- Número aproximado de modos (V grande)3
Limitaciones
- La fórmula supone condiciones ideales: sin pérdidas por fricción, sin resistencia del aire y sin pérdidas de rendimiento salvo que las introduzca.
- Los rendimientos y consumos varían entre productos. Tome los valores de la ficha técnica del fabricante del producto que va a usar.