Calculatrice d'ouverture numérique de fibre optique
Ouverture numérique, angle d'acceptance, nombre V et coupure monomode d'une fibre optique à saut d'indice, à partir des indices du cœur et de la gaine.
Résultats
Ce que fait cet outil
La lumière reste dans une fibre par réflexion totale interne, et seuls les rayons qui entrent dans un certain cône y sont piégés ; le sinus du demi-angle de ce cône est l'ouverture numérique. Les deux verres diffèrent étonnamment peu : dans la fibre télécom standard, l'indice du cœur n'est supérieur que d'environ 0,35 % à celui de la gaine, ce qui donne une ouverture proche de 0,12 et un demi-angle d'acceptance d'environ 7°. Le nombre V décide combien de chemins, ou modes, la lumière peut suivre : en dessous de 2,405 un seul survit, c'est pourquoi la même fibre de 8 µm est monomode à 1310 et 1550 nm mais pas en lumière visible. Les formules valent pour une fibre à saut d'indice ; une multimode à gradient d'indice transporte environ moitié moins de modes.
Formule
NA = √(n₁² − n₂²) · θ = asin(NA ÷ n₀) · V = π d NA ÷ λ
Variables
| Symbole | Signification | Unité |
|---|---|---|
n1 | Indice de réfraction du cœur | — |
n2 | Indice de réfraction de la gaine | — |
dc | Diamètre du cœur | µm |
lam | Longueur d'onde | nm |
n0 | Indice du milieu d'où vient la lumière (air = 1) | — |
NA | Ouverture numérique | — |
TH | Demi-angle d'acceptance | ° |
V | Fréquence normalisée (nombre V) | — |
LC | Monomode au-dessus de cette longueur d'onde | nm |
MO | Régime de modes | — |
NM | Nombre approximatif de modes (grand V) | — |
Exemple résolu
- Indice de réfraction du cœur1,4504
- Indice de réfraction de la gaine1,4454
- Diamètre du cœur8,2 µm
- Longueur d'onde1310 nm
- Indice du milieu d'où vient la lumière (air = 1)1
- Ouverture numérique0,1203
- Demi-angle d'acceptance6,91 °
- Fréquence normalisée (nombre V)2,366
- Monomode au-dessus de cette longueur d'onde1289 nm
- Régime de modesMonomode à cette longueur d'onde
- Nombre approximatif de modes (grand V)3
Limites
- La formule suppose des conditions idéales : pas de frottement, pas de résistance de l'air et pas de pertes de rendement sauf si vous les saisissez.
- Les rendements et consommations varient d'un produit à l'autre. Prenez les valeurs sur la fiche technique du produit réellement utilisé.