सोपान-अपवर्तनांक तंतु क्या है? — भौतिकी

परिभाषा 2.13 विश्वविद्यालय भौतिकी — वर्ष 1 · अध्याय 2 — ज्यामितीय प्रकाशिकी: किरणें, परावर्तन, अपवर्तन

सोपान-अपवर्तनांक प्रकाशिक तंतु अपवर्तनांक $n_1$ के काँच का एक बेलनाकार क्रोड है, जिस पर थोड़े कम अपवर्तनांक $n_2$ का आवरण चढ़ा होता है। अक्ष के चारों ओर अर्ध-कोण $\theta_a$ के शंकु के भीतर क्रोड में घुसा प्रकाश क्रोड–आवरण पृष्ठ पर लगातार होते पूर्ण आंतरिक परावर्तनों से निर्देशित हो जाता है। संख्यात्मक द्वारक है $\mathrm{NA} = \sin\theta_a$ ।

सोपान-अपवर्तनांक तंतु। अर्ध-कोण _a के ग्राह्यता शंकु के भीतर घुसी किरण आवरण से आपतन कोण i ≥ i_c पर मिलती है और पूर्ण परावर्तनों से निर्देशित रहती है; अक्षीय किरण सबसे छोटा रास्ता लेती है और सबसे तिरछी निर्देशित किरण सबसे लंबा — इसीलिए स्पंद समय में फैल जाता है। — सोपान-अपवर्तनांक तंतु। अर्ध-कोण $\theta_a$ के ग्राह्यता शंकु के भीतर घुसी किरण आवरण से आपतन कोण $i \geq i_c$ पर मिलती है और पूर्ण परावर्तनों से निर्देशित रहती है; अक्षीय किरण सबसे छोटा रास्ता लेती है और सबसे तिरछी निर्देशित किरण सबसे लंबा — इसीलिए स्पंद समय में फैल जाता है।

उदाहरण

उदाहरण 2.15 (एक दूरसंचार तंतु के आँकड़े)

$n_1 = 1.480$ , $n_2 = 1.465$ : $\mathrm{NA} = \sqrt{2.190 - 2.146} = 0.21$ , $\theta_a = 12^\circ$ ; $i_c = 81.8^\circ$ , अतः किरणें अक्ष से $8.2^\circ$ के भीतर ही रहती हैं। अंतरमोड प्रसार: $\Delta t/L = (1.48/c)(1.48/1.465 - 1) = 51\,\mathrm{ns}/\mathrm{km}$ । $2\,\mathrm{km}$ पर स्पंद $0.1\,\text{µ}\mathrm{s}$ फैल जाता है, जिससे बिट दर लगभग $5\,\mathrm{Mbit}/\mathrm{s}$ पर बँध जाती है: सप्ताहांत समस्या इसी सीमा का पीछा करते हुए उसके उपाय, एकल-मोड तंतु, तक पहुँचती है।

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