ஆப்டிகல் ஃபைபர் மற்றும் அதன் வழித்தோன்றலின் எண் துளை

ஆப்டிகல் ஃபைபர் என்பது ஒரு பிளாஸ்டிக் அல்லது வெளிப்படையான ஃபைபர் ஆகும், இது ஒளியைப் பரப்ப பயன்படுகிறது. இதன் செயல்பாட்டுக் கொள்கை முற்றிலும் மாறுபட்ட சுவர்களில் இருந்து மொத்த உள் பிரதிபலிப்பாகும். எனவே ஃபைபர் ஒளியியலின் நெகிழ்வுத்தன்மை போதுமானதாக இருப்பதால் நீண்ட தூரத்திற்கு ஒளி பரவுகிறது. எனவே இது மைக்ரோ அளவு, தரவுகளில் உள்ள நுண்ணோக்கிகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது தொடர்பு , சிறந்த எண்டோஸ்கோப் வடிவமைப்பில், முதலியன ஆப்டிகல் ஃபைபர் கேபிள் கோர், உறைப்பூச்சு மற்றும் ஜாக்கெட் போன்ற மூன்று அடுக்குகளை உள்ளடக்கியது. ஒரு முக்கிய அடுக்கு ஒரு உறைப்பூச்சு மூலம் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இங்கே உறைப்பூச்சு அடுக்கு பொதுவாக பிளாஸ்டிக் அல்லது சிலிக்காவுடன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. ஆப்டிகல் ஃபைபருக்குள் உள்ள மையத்தின் முக்கிய செயல்பாடு ஆப்டிகல் சிக்னலை கடத்துவதாகும், அதே நேரத்தில் உறைப்பூச்சு மையத்தில் உள்ள ஒளியை இயக்குகிறது. ஃபைபர் முழுவதும் ஆப்டிகல் சிக்னல் வழிநடத்தப்படுவதால், அது ஆப்டிகல் அலை வழிகாட்டி என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த கட்டுரை ஆப்டிகல் ஃபைபரின் எண் துளை பற்றிய கண்ணோட்டத்தை விவாதிக்கிறது.

ஆப்டிகல் ஃபைபரின் எண் துளை என்ன?

வரையறை: அதில் நிகழும் ஒளி கதிரை சேகரிக்கும் ஆப்டிகல் ஃபைபர் திறனை அளவிடுவது எண் துளை என அழைக்கப்படுகிறது. இதன் குறுகிய வடிவம் NA உடன் செயல்திறனை விளக்குகிறது ஒளி இது பரப்புவதற்கு இழைக்குள் சேகரிக்கப்படுகிறது. மொத்த உள் பிரதிபலிப்பின் போது ஒளியியல் இழை மூலம் ஒளி பரப்பப்படும் போது நமக்குத் தெரியும். எனவே ஃபைபருக்குள் ஒரு முனையிலிருந்து இன்னொரு முனையில் கடத்த மொத்த மொத்த உள் பிரதிபலிப்புகள் நடைபெறுகின்றன.

உள் பிரதிபலிப்புடன் ஆப்டிகல் ஃபைபர் கேபிள்

ஒளியியல் இழைகளின் மூலத்திலிருந்து ஒளி கதிர் தயாரிக்கப்பட்டவுடன், ஆப்டிகல் ஃபைபர் அதில் அதிகபட்சமாக வெளிப்படும் கதிர்வீச்சைப் பெற மிகவும் திறமையாக இருக்க வேண்டும். ஆப்டிகல் ஃபைபரிலிருந்து பெறும் ஒளியின் செயல்திறன் ஒரு முறை ஆப்டிகல் ஃபைபர் முழுவதும் ஒரு சமிக்ஞையை கடத்தும் முக்கிய பாத்திரம் என்று நாம் கூறலாம்.

எண் துளை ஏற்றுக்கொள்ளும் கோணத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, ஏனெனில் ஃபைபர் வழியாக ஒளி பயணிக்கும் போது ஏற்றுக்கொள்ளும் கோணம் அதிகபட்ச கோணமாகும். எனவே NA & ஏற்றுக்கொள்ளும் கோணம் ஒருவருக்கொருவர் தொடர்புடையது.

ஆப்டிகல் ஃபைபர் பரிசோதனையின் எண் துளை

ஆப்டிகல் ஃபைபர் பரிசோதனையின் வரைபடம் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது. பின்வரும் படத்தில், ஃபைபர் ஆப்டிக்கில் பரவும் ஒரு ஒளி கதிர் ‘எக்ஸ்ஏ’ உடன் குறிக்கப்படுகிறது. இங்கே ‘ƞ1’ என்பது மையத்தின் ஒளிவிலகல் குறியீடாகவும், ‘ƞ2’ என்பது உறைப்பூச்சு ஆகும்.

ஒளி கதிர் ஒரு ஆப்டிகல் ஃபைபரில் கவனம் செலுத்துவதை பின்வரும் படம் விளக்குகிறது. இங்கே, ஒளி கதிர் அடர்த்தியிலிருந்து அரிதான நடுத்தரத்திற்கு ஃபைபர் அச்சு வழியாக ‘α’ கோணத்துடன் பயணிக்கிறது. ஃபைபர் ஆப்டிக் கேபிளில் ‘α’ கோணம் ஏற்றுக்கொள்ளும் கோணம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

இந்த சம்பவக் கதிர் ஃபைபர் கேபிளுக்குள் பயணிக்கிறது, இது கோர்-கிளாடிங்கின் இடைமுகத்தின் மூலம் முற்றிலும் பிரதிபலிக்கிறது. இருப்பினும், முக்கியமான கோணத்துடன் மாறுபடும் போது சம்பவ கோணம் அதிகமாக இருக்க வேண்டும், இல்லையெனில், சம்பவ கோணம் குறைவாக இருந்தால், முக்கியமான கோணத்துடன் ஒப்பிடுகையில், கதிர் பிரதிபலிப்பதற்கு பதிலாக ஒளிவிலகும்.
ஸ்னெல்லின் சட்டத்தின் அடிப்படையில், ஒளிவிலகல் கதிர் மற்றும் சம்பவம் கோணம் ஒரே கோணத்தில் பரவுகிறது.

ஆப்டிகல் ஃபைபரின் எண் துளை

எனவே, இந்தச் சட்டத்தை நடுத்தர 1 (காற்று) மற்றும் மைய இடைமுகத்தில் பயன்படுத்துவதன் மூலம், சமன்பாடு இருக்கும்

பாவம் α = sin1 பாவம்

‘Θ’ மதிப்பை மேலே உள்ள படத்திலிருந்து பின்வருவதைப் போல எழுதலாம்.

= Π / 2- .c

மேலே உள்ள சமன்பாட்டில் ‘θ’ இன் மதிப்பை மாற்றுவதன் மூலம்

Ƞ பாவம் α = sin1 பாவம் (π / 2-) c)

பாவம் α = Ƞ1 * பாவம் (π / 2) - பாவம் (θc)

முக்கோணவியலில் இருந்து, பாவம் θ = cosθ மற்றும் பாவம் π / 2 = 1 என்பதை நாம் அறிவோம்

பாவம் α = cos1cos (θc)

sin α = Ƞ1 / Ƞ cos (θc)

Cos θc = √1-sin2θc என்று எங்களுக்குத் தெரியும்

கோர்-கிளாடிங்கின் இடைமுகத்தில் ஸ்னெல்லின் சட்டத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், நாம் பெறலாம்

Ƞ1 பாவம் θc = sin2 பாவம் π / 2

Ƞ1 பாவம் θc = Ƞ2

இங்கே பாவம் π / 2 மதிப்பு நிலையான முக்கோணவியல் மதிப்புகளின்படி ‘1’ ஆகும்

sin θc = Ƞ2 / Ƞ1

Cos valuec சமன்பாட்டில் பாவம் valuec மதிப்பை மாற்றவும்

cos θc = √1- cos θc = √1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2

பாவம் α சமன்பாட்டில் cos θc மதிப்பை மாற்றவும்

sin α = Ƞ1 / Ƞ√1- (Ƞ2 / Ƞ1) 2

sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22) /

நடுத்தர 1 என்பது காற்றைத் தவிர வேறில்லை என்று நாங்கள் ஏற்கனவே விவாதித்தோம், எனவே ஒளிவிலகல் குறியீடு (ƞ) 1 ஆக இருக்கும். எனவே குறிப்பாக நாம் சொல்லலாம்

sin α = √ (Ƞ12- Ƞ22)

NA = √ (Ƞ12- Ƞ22)

ஆப்டிகல் ஃபைபர் சூத்திரத்தின் எண் துளை மேலே பெறப்பட்டது. எனவே இது NA க்கான சூத்திரமாகும், இங்கு ‘ƞ1 என்பது மையத்திற்கான ஒளிவிலகல் குறியீடாகும் &‘ ƞ2 ’என்பது உறைப்பூச்சிக்கான ஒளிவிலகல் குறியீடாகும்.

எண் துளை பயன்பாடுகள்

NA இன் பயன்பாடுகள் பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்குகின்றன

• ஃபைபர் ஒளியியல்
• லென்ஸ்
• நுண்ணோக்கி குறிக்கோள்
• புகைப்பட குறிக்கோள்

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

1). எண் துளை (NA) என்றால் என்ன?

எண் துளை என்பது ஒளியை சேகரிக்கும் திறன் இல்லையெனில் ஆப்டிகல் ஃபைபர் திறன்.

2). ஆப்டிகல் ஃபைபரின் எண் துளைகளின் பயன்பாடு என்ன?

ஃபைபர் ஒளியியலில், ஃபைபர் ஆப்டிக்கில் ஒளி நிகழும் கோணங்களின் வரம்பையும் அதனுடன் ஒளிபரப்பப்படும்.

3). எண் துளை பயன்பாடு என்ன?

ஏற்றுக்கொள்ளும் கூம்பை விவரிக்க NA பொதுவாக நுண்ணோக்கியில் பயன்படுத்தப்படுகிறது

4). ஃபைபர் ஆப்டிக் கேபிளில் ஏற்றுக்கொள்ளும் கோணம் என்ன?

முழு உள் பிரதிபலிப்புக்குப் பிறகு ஃபைபர் வழியாக ஒளியைப் பரப்புவதற்கு ஃபைபர் அச்சைப் பயன்படுத்தி ஒளி கதிர் வழியாக முடிக்கப்பட்ட அதிகபட்ச கோணம் ஏற்றுக்கொள்ளும் கோணம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

5). எண் துளைக்கான சூத்திரம் என்ன?

எண் துளை (NA) க்கான முக்கிய சூத்திரம் = √ (Ƞ12- Ƞ22)

6). ஆப்டிகல் ஃபைபர் தேர்ந்தெடுப்பது எப்படி?

பொருத்தமான ஆப்டிகல் ஃபைபரைத் தேர்ந்தெடுக்க பல்வேறு அளவுருக்கள் பிரதிபலிப்புக்கு எடுத்துக்கொள்ளப்பட வேண்டும் சமிக்ஞை பரப்புதல் .

7). ஃபைபர் ஆப்டிக் கேபிளின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை என்ன?

ஃபைபர் ஆப்டிக் கேபிளின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை மொத்த உள் பிரதிபலிப்பாகும், அங்கு ஒளி சமிக்ஞைகளை ஒரு நிலையில் இருந்து இன்னொரு இடத்திற்கு ஒரு சிறிய ஆற்றல் இழப்பு மூலம் ஒளிபரப்ப முடியும்.

இவ்வாறு, இது என்ன என்பது பற்றியது ஆப்டிகல் ஃபைபரில் ஒரு எண் துளை , ஆப்டிகல் ஃபைபரின் எண்ணியல் துளைகளின் வழித்தோன்றல் மற்றும் அதன் பயன்பாடுகள் மேலே உள்ள தகவல்களிலிருந்து இறுதியாக, ஒளி சேகரிக்கும் திறன் NA என அழைக்கப்படுகிறது என்று நாம் முடிவு செய்யலாம். எனவே NA இன் மதிப்பு அதிகமாக இருக்க வேண்டும், இது இரண்டு ஒளிவிலகல் குறியீடுகளுக்கிடையேயான ஒற்றுமை அதிகமாக இருந்தவுடன் அடைய முடியும். இதற்கு, ƞ1 அதிகமாக இருக்க வேண்டும், இல்லையெனில் ƞ2 கீழே இருக்க வேண்டும். இங்கே உங்களுக்கான கேள்வி, NA இன் மதிப்பு என்ன?