Calculadora da Abertura Numérica da Fibra Óptica
Abertura numérica, ângulo de aceitação, número V e corte monomodo de uma fibra óptica de índice em degrau, a partir dos índices do núcleo e da bainha.
Resultados
O que faz esta ferramenta
A luz fica presa numa fibra por reflexão interna total, e só os raios que entram dentro de um certo cone ficam lá dentro; o seno do semiângulo desse cone é a abertura numérica. Os dois vidros diferem surpreendentemente pouco: na fibra de telecomunicações corrente o índice do núcleo é só cerca de 0,35 % maior do que o da bainha, o que dá uma abertura perto de 0,12 e um semiângulo de aceitação de cerca de 7°. O número V decide quantos caminhos, ou modos, a luz pode seguir: abaixo de 2,405 só sobrevive um, e é por isso que a mesma fibra de 8 µm é monomodo a 1310 e 1550 nm mas não com luz visível. As fórmulas são para fibra de índice em degrau; a fibra multimodo de índice gradual leva cerca de metade dos modos.
Fórmula
NA = √(n₁² − n₂²) · θ = asin(NA ÷ n₀) · V = π d NA ÷ λ
Variáveis
| Símbolo | Significado | Unidade |
|---|---|---|
n1 | Índice de refracção do núcleo | — |
n2 | Índice de refracção da bainha | — |
dc | Diâmetro do núcleo | µm |
lam | Comprimento de onda | nm |
n0 | Índice do meio de onde vem a luz (ar = 1) | — |
NA | Abertura numérica | — |
TH | Semiângulo de aceitação | ° |
V | Frequência normalizada (número V) | — |
LC | Monomodo acima deste comprimento de onda | nm |
MO | Regime de modos | — |
NM | Número aproximado de modos (V grande) | — |
Exemplo resolvido
- Índice de refracção do núcleo1,4504
- Índice de refracção da bainha1,4454
- Diâmetro do núcleo8,2 µm
- Comprimento de onda1310 nm
- Índice do meio de onde vem a luz (ar = 1)1
- Abertura numérica0,1203
- Semiângulo de aceitação6,91 °
- Frequência normalizada (número V)2,366
- Monomodo acima deste comprimento de onda1289 nm
- Regime de modosMonomodo neste comprimento de onda
- Número aproximado de modos (V grande)3
Limitações
- A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.
- Os rendimentos e consumos variam de produto para produto. Tire os valores da ficha técnica do fabricante do produto que vai mesmo usar.