Wat is Stapindexvezel? — Natuurkunde

Definitie 2.13 Universitaire natuurkunde — jaar 1 · Hoofdstuk 2 — Geometrische optica: stralen, reflectie, breking

Een glasvezel met stapindex is een cilindrische glazen kern met index $n_1$ , omhuld door een mantel met een iets lagere index $n_2$ . Licht dat de kern binnenkomt binnen een kegel met halve tophoek $\theta_a$ rond de as, wordt geleid door opeenvolgende totale interne reflecties aan het scheidingsvlak kern–mantel. De numerieke apertuur is $\mathrm{NA} = \sin\theta_a$ .

Een stapindexvezel. Een straal die binnen de acceptatiekegel met halve tophoek _a binnenkomt, treft de mantel onder inval i ≥ i_c en wordt geleid door totale reflecties; de straal langs de as neemt de kortste route, de steilste geleide straal de langste — een puls spreidt uit in de tijd. — Een stapindexvezel. Een straal die binnen de acceptatiekegel met halve tophoek $\theta_a$ binnenkomt, treft de mantel onder inval $i \geq i_c$ en wordt geleid door totale reflecties; de straal langs de as neemt de kortste route, de steilste geleide straal de langste — een puls spreidt uit in de tijd.

Voorbeelden

Voorbeeld 2.15 (Getallen van een telecomvezel)

$n_1 = 1.480$ , $n_2 = 1.465$ : $\mathrm{NA} = \sqrt{2.190 - 2.146} = 0.21$ , $\theta_a = 12^\circ$ ; $i_c = 81.8^\circ$ , zodat geleide stralen binnen $8.2^\circ$ van de as blijven. Intermodale spreiding: $\Delta t/L = (1.48/c)(1.48/1.465 - 1) = 51\,\mathrm{ns}/\mathrm{km}$ . Over $2\,\mathrm{km}$ spreidt een puls $0.1\,\text{µ}\mathrm{s}$ uit, wat de bitsnelheid begrenst rond $5\,\mathrm{Mbit}/\mathrm{s}$ : de weekendopgave volgt deze beperking tot haar remedie, de monomodevezel.

Lees in het hoofdstuk →