เหตุใดค่ารูรับแสงเชิงตัวเลข (Numerical Aperture) ของเส้นใยแก้วนำแสงพลาสติกจึงมักมีค่า 0.5?

เมื่อวิศวกรตรวจสอบข้อกำหนดสำหรับไฟเบอร์ออปติกพลาสติก (POF) ขนาด 1 มม. ค่าหนึ่งจะปรากฏขึ้นซ้ำๆ:ค่ารูรับแสงตัวเลขหรือ NA ประมาณ 0.5.

เมื่อมองแวบแรก NA อาจดูเหมือนพารามิเตอร์แผ่นข้อมูลอื่นที่จะบันทึกควบคู่ไปกับการลดทอน ความยาวคลื่น หรือเส้นผ่านศูนย์กลางแกนกลาง ในทางปฏิบัติ ช่วยอธิบายคุณลักษณะที่สำคัญหลายประการของลิงก์ POF ทางอุตสาหกรรม: เหตุใด LED จึงสามารถรวมแสงเข้ากับไฟเบอร์ได้ค่อนข้างง่าย เหตุใดอินเทอร์เฟซแบบออปติคัลจึงสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงทางกลได้มากกว่า เหตุใดจึงรองรับโหมดการแพร่กระจายหลายโหมด และเหตุใดการมีเพศสัมพันธ์อย่างง่ายไม่ได้หมายถึงระยะการส่งสัญญาณที่ยาวขึ้นโดยอัตโนมัติ

ค่ารูรับแสงเชิงตัวเลขจึงไม่ใช่แค่สูตรทางแสงเท่านั้น เป็นพารามิเตอร์ทางวิศวกรรมที่เชื่อมต่อโครงสร้างทางกายภาพของไฟเบอร์เข้ากับแหล่งกำเนิดการเชื่อมต่อ การจัดตำแหน่งตัวเชื่อมต่อ ลักษณะกิริยาช่วย การโค้งงอ และการออกแบบการเชื่อมต่อโดยรวม

รูรับแสงเชิงตัวเลขหมายถึงอะไรในใยแก้วนำแสงพลาสติก

รูรับแสงเชิงตัวเลข (NA) จะวัดปริมาณหน้าต่างการเปิดตัวเชิงมุมของใยแก้วนำแสง สำหรับแสงที่เข้ามาจากอากาศ จะบ่งบอกว่ารังสีที่เข้ามาสามารถเบี่ยงเบนไปจากแกนไฟเบอร์ได้ไกลแค่ไหนในขณะที่ยังคงเป็นไปตามเงื่อนไขการนำทาง NA เท่ากับ 0.5 ตรงกับครึ่งมุมประมาณ 30° หรือประมาณกรวยรับเต็ม 60°

สำหรับไฟเบอร์ step-index ทั่วไป รูรับแสงเชิงตัวเลขสามารถแสดงเป็น:

NA = n₀ บาป θₐ

ที่ไหนไม่มีคือดัชนีการหักเหของตัวกลางโดยรอบและθₐคือมุมรับครึ่งมุม

สำหรับแสงที่เข้ามาจากอากาศไม่มีมีค่าประมาณ 1 ดังนั้น:

NA µ บาป θₐ

ถ้า NA = 0.5:

θₐ data บาป⁻¹(0.5) data 30°

มุมนี้เป็นวิธีการตีความตัวเลขที่เป็นประโยชน์ แทนที่จะบอกว่าไฟเบอร์มีเพียง “NA 0.5” วิศวกรกลับมองว่ามันเป็นการรับแสงนำทางผ่านบริเวณเชิงมุมที่ค่อนข้างกว้างรอบแกนไฟเบอร์

NA 0.5 และกรวยรับพลาสติกใยแก้วนำแสง

NA เกี่ยวข้องกับมุมการยอมรับอย่างไร

มุมยอมรับเป็นสามมิติกรวยการยอมรับที่ทางเข้าไฟเบอร์

ไฟเบอร์ที่มี NA น้อยกว่าจะมีกรวยรับแสงที่แคบกว่า ดังนั้นลำแสงแสงที่เข้ามาจะต้องอยู่ในแนวเดียวกันกับแกนไฟเบอร์มากขึ้น

ไฟเบอร์ที่มี NA ใหญ่กว่าจะรับแสงในมุมการปล่อยที่กว้างกว่า

นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการเชื่อมโยงทางอุตสาหกรรมเชิงปฏิบัติ การยอมรับเชิงมุมที่กว้างขึ้นช่วยลดความจำเป็นในการวางตำแหน่งเชิงมุมที่มีความแม่นยำสูงระหว่างแหล่งกำเนิดและไฟเบอร์

NA จึงสามารถมองได้บางส่วนว่าเป็นพารามิเตอร์ความทนทานต่อการจัดตำแหน่งเชิงมุม.

ดัชนีการหักเหของแสงที่แกนกลางและชั้นเคลือบกำหนด NA อย่างไร

มุมรับมาจากโครงสร้างแสงของตัวไฟเบอร์เอง

ในเส้นใย step-index แกนมีดัชนีการหักเหของแสงสูงกว่าการหุ้มโดยรอบ ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม ความแตกต่างนี้จะทำให้แสงยังคงถูกจำกัดอยู่ภายในแกนกลาง

สำหรับโครงสร้างดัชนีขั้นตอนแบบง่าย:

NA γ √(ncore² - การหุ้ม²)

โดยทั่วไปความแตกต่างของดัชนีการหักเหของแสงที่มากขึ้นจะทำให้เกิดรูรับแสงตัวเลขที่ใหญ่ขึ้น

โดยทั่วไปแล้ว POF ดัชนีขั้นตอนทางอุตสาหกรรมทั่วไปจะรวมแกนที่ใช้ PMMA เข้ากับการหุ้มโพลีเมอร์ที่มีดัชนีต่ำกว่า ความเปรียบต่างของดัชนีการหักเหของแสงที่ค่อนข้างสูงนี้ทำให้ NA ประมาณ 0.5 ใช้งานได้จริงสำหรับการออกแบบ POF 1 มม. จำนวนมาก

ดัชนีการหักเหของแสงที่แกนกลางและชั้นเคลือบสร้างรูรับแสงเชิงตัวเลข POF ได้อย่างไร

ดังนั้นค่าจึงถูกฝังอยู่ในโครงสร้างทางกายภาพของไฟเบอร์ แทนที่จะเป็นเป้าหมายของเอกสารข้อมูลที่กำหนดเอง

เหตุใด POF ดัชนีขั้นตอนขนาด 1 มม. จำนวนมากจึงมี NA ประมาณ 0.5

ไม่มีอะไรที่เป็นสากลเกี่ยวกับหมายเลข 0.5

ใยแก้วนำแสงแบบพลาสติกทุกชนิดจะมี NA เหมือนกัน และไม่ควรถือเป็นค่า 0.5 ในอุดมคติสำหรับระบบออปติกทั้งหมด

ในทางกลับกัน ค่า NA ประมาณ 0.5 จะเหมาะกับสถาปัตยกรรมทางวิศวกรรมที่กว้างขึ้นของ POF ดัชนีขั้นตอนขนาด 1 มม. ทั่วไป

ลิงก์เหล่านี้มักรวมเข้าด้วยกัน:

• แกนไฟเบอร์ที่ค่อนข้างใหญ่

• การแพร่กระจายแบบมัลติโหมดสูง

• แหล่งกำเนิดแสงที่มองเห็นได้ เช่น ไฟ LED;

• ระบบเชื่อมต่อแบบกลไกอย่างง่าย

• การสื่อสารทางอุตสาหกรรมระยะสั้น

กรวยรับแบบกว้างทำงานได้ดีกับชุดค่าผสมนี้

เครื่องส่งไม่จำเป็นต้องฉีดแสงเข้าไปในช่วงเชิงมุมที่แคบมากและอินเทอร์เฟซแบบออปติคัลสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงได้มากกว่าระบบที่ออกแบบโดยใช้แกนที่เล็กกว่ามากหรือการยอมรับเชิงมุมที่แคบกว่า

ดังนั้นค่า NA ทั่วไปจึงเป็นที่เข้าใจได้ดีที่สุดว่าเป็นส่วนหนึ่งของการแลกเปลี่ยนทางวิศวกรรม.

รองรับการเชื่อมต่อและการติดตั้งที่เรียบง่าย แต่ยังมีส่วนช่วยในการทำงานแบบมัลติโหมดอย่างมากซึ่งจะต้องพิจารณาเมื่อแบนด์วิดท์และระยะทางมีความต้องการมากขึ้น

NA สูงจะปรับปรุงการเชื่อมต่อ LED-to-POF ได้อย่างไร

ความสัมพันธ์ระหว่างแหล่งกำเนิดแสงและเส้นใยเป็นหนึ่งในเหตุผลที่ใช้งานได้จริงที่สุดที่ทำให้รูรับแสงเป็นตัวเลขมีความสำคัญ

โดยทั่วไปแล้ว LED จะปล่อยแสงในช่วงมุมที่ค่อนข้างกว้าง แทนที่จะสร้างลำแสงเดี่ยวที่แคบและมีการเรียงตัวกันสูง

ถ้าเส้นใยยอมรับเฉพาะช่วงเชิงมุมแคบ ส่วนเล็กๆ ของการแผ่รังสีนั้นก็สามารถเข้าสู่แสงนำทางที่มีประโยชน์ได้

ไฟเบอร์ NA ที่สูงกว่าช่วยให้มีช่วงการปล่อยเชิงมุมที่กว้างขึ้น

เหตุใด NA ที่สูงขึ้นจึงทำให้การเชื่อมต่อ LED-to-POF ง่ายขึ้น

การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสารเซ็นเซอร์และระบบเซ็นเซอร์วิเคราะห์การเชื่อมต่อ LED เป็น POF มาตรฐาน 1 มม. โดยมี NA เท่ากับ 0.5 โดยแสดงให้เห็นว่ามุมรับของไฟเบอร์จำกัดส่วนของการปล่อยเชิงมุมของ LED ที่สามารถประกอบเข้ากับแสงนำทางได้อย่างไร

กรวยรับแสงที่กว้างขึ้นสามารถจับรังสี LED ได้มากขึ้น

พิจารณา LED อันเดียวกันที่วางอยู่ด้านหน้าเส้นใยสองเส้นซึ่งมีรูรับแสงตัวเลขต่างกัน

เส้นใย NA ระดับล่างจะรับเฉพาะรังสีภายในกรวยที่ค่อนข้างแคบเท่านั้น

เส้นใย NA ที่สูงกว่าจะยอมรับทิศทางของรังสีได้กว้างกว่า

ดังนั้นเอาท์พุตเชิงมุมของ LED จำนวนมากจึงอาจตกอยู่ภายในขอบเขตการเปิดตัวที่ใช้งานได้ของไฟเบอร์ NA ที่สูงกว่า

สำหรับการเชื่อมโยงทางแสงทางอุตสาหกรรมระยะสั้น สิ่งนี้มีประโยชน์เนื่องจากตัวส่งสัญญาณไม่จำเป็นต้องสร้างลำแสงแสงที่มีการควบคุมอย่างแน่นหนาก่อนที่แสงจะถูกส่งไปยังไฟเบอร์

เหตุใด NA เพียงอย่างเดียวจึงไม่สามารถระบุประสิทธิภาพการเชื่อมต่อได้

NA ที่สูงกว่าไม่ได้รับประกันประสิทธิภาพการเชื่อมต่อที่สูง

กำลังแสงที่ปล่อยออกมาจริงยังขึ้นอยู่กับตัวแปรอื่นๆ อีกหลายตัวแปร ได้แก่:

• ขนาดตัวส่งสัญญาณ

• รูปแบบการแผ่รังสี LED;

• เส้นผ่านศูนย์กลางแกนไฟเบอร์

• ระยะห่างระหว่างต้นทางถึงไฟเบอร์

• การชดเชยด้านข้าง

• ออฟเซ็ตเชิงมุม

• การเตรียมปลายไฟเบอร์

• การสะท้อนอินเทอร์เฟซ

• เลนส์หรือโครงสร้างทางแสงที่ใช้ในเครื่องส่ง

เครื่องส่งสองตัวที่เชื่อมต่อกับ NA 0.5 POF เดียวกันจึงสามารถปล่อยพลังงานแสงที่แตกต่างกันได้

NA กำหนดช่วงเชิงมุมที่อนุญาต ไม่ได้กำหนดผลการเชื่อมต่อที่สมบูรณ์

เหตุใด POF ขนาด 1 มม. จึงทนทานต่อการวางแนวของตัวเชื่อมต่อได้ดีกว่า

POF มักถูกมองว่าเป็นการให้อภัยโดยกลไก แต่รูรับแสงที่เป็นตัวเลขเป็นเพียงเหตุผลส่วนหนึ่งเท่านั้น

ควรแยกข้อผิดพลาดในการจัดตำแหน่งที่แตกต่างกันสองประเภท:แนวที่ไม่ตรงด้านข้างและการวางแนวเชิงมุม.

เส้นผ่านศูนย์กลางแกนกลางขนาดใหญ่ช่วยในการเยื้องศูนย์ด้านข้าง

การวางแนวที่ไม่ตรงด้านข้างเกิดขึ้นเมื่อองค์ประกอบทางแสงสองชิ้นถูกเลื่อนไปด้านข้างโดยสัมพันธ์กัน

แกน POF ระดับ 1 มม. มีเป้าหมายทางกายภาพที่ค่อนข้างใหญ่

การกระจัดด้านข้างเล็กน้อยอาจทำให้เกิดการทับซ้อนกันอย่างมากระหว่างพื้นที่ส่งสัญญาณและแกนรับ

นี่คือหลักเอฟเฟกต์ขนาดแกนกลาง.

แกนขนาดใหญ่ช่วยลดความแม่นยำเชิงกลที่จำเป็นในการวางตำแหน่งแหล่งกำเนิด การจัดแนวปลายไฟเบอร์ทั้งสอง หรือการออกแบบตัวเชื่อมต่อทางอุตสาหกรรมที่เรียบง่าย

NA สูงช่วยในเรื่องการเยื้องศูนย์เชิงมุม

การวางแนวเชิงมุมนั้นแตกต่างกัน

แหล่งกำเนิดและไฟเบอร์อาจอยู่ตรงกลางอย่างถูกต้องในขณะที่แกนลำแสงเอียงเล็กน้อยสัมพันธ์กัน

ในกรณีนี้ รูรับแสงแบบตัวเลขจะมีความสำคัญมากขึ้น

POF ที่มี NA สูงจะรับแสงเหนือกรวยเชิงมุมที่ค่อนข้างกว้าง ดังนั้นการเบี่ยงเบนเชิงมุมบางส่วนยังคงสามารถปล่อยให้แสงที่เข้ามาอยู่ในระยะการปล่อยที่ยอมรับได้

ความคลาดเคลื่อนในการติดตั้งจริงของ POF ทั่วไปขนาด 1 มม. จึงมาจากคุณลักษณะสองประการที่ทำงานร่วมกัน:

เส้นผ่านศูนย์กลางแกนขนาดใหญ่ให้ความทนทานเชิงพื้นที่

รูรับแสงที่เป็นตัวเลขสูงให้ค่าเผื่อเชิงมุม

                           แกนขนาดใหญ่เทียบกับ NA สูง: ความคลาดเคลื่อนในการจัดตำแหน่งด้านข้างและเชิงมุม

ความแตกต่างนี้มีความสำคัญเนื่องจากการให้ค่าความทนทานของตัวเชื่อมต่อทั้งหมดกับ NA ทำให้อินเทอร์เฟซแบบออปติคอลจริงเรียบง่ายเกินไป

รูรับแสงตัวเลขที่ใหญ่กว่าจะดีกว่าเสมอหรือไม่?

เลขที่

คุณสมบัติเดียวกันที่ทำให้ NA POF สูงง่ายต่อการส่องสว่างยังส่งผลต่อการแพร่กระจายของแสงหลังจากที่เข้าสู่เส้นใยอีกด้วย

POF ดัชนีขั้นตอนคอร์ขนาดใหญ่เป็นแบบมัลติโหมดอย่างมาก แสงสามารถแพร่กระจายผ่านแสงได้ภายใต้เงื่อนไขกิริยาที่แตกต่างกัน แทนที่จะเดินตามเส้นทางที่เหมือนกันเส้นทางเดียว

NA ที่สูงกว่าช่วยให้มีมุมและโหมดการแพร่กระจายมากขึ้น

NA ที่ใหญ่กว่าช่วยให้แสงนำทางครอบคลุมช่วงมุมการแพร่กระจายภายในที่กว้างขึ้น

พลังงานแสงบางส่วนเคลื่อนที่ค่อนข้างใกล้กับแกนไฟเบอร์

แสงอื่นๆ ติดตามเส้นทางที่เฉียงกว่าและมีปฏิสัมพันธ์กับขอบเขตการหุ้มแกนกลางบ่อยกว่า

ในแง่กิริยาช่วย ไฟเบอร์สามารถรองรับและกระตุ้นโหมดการแพร่กระจายของประชากรจำนวนมากได้

สิ่งนี้ทำให้การเปิดตัวแบบออพติคัลเป็นเรื่องที่ไม่น่าให้อภัย เนื่องจากตัวส่งสัญญาณไม่จำเป็นต้องกระตุ้นโหมดที่ควบคุมอย่างหวุดหวิดโหมดใดโหมดหนึ่ง

อย่างไรก็ตาม ความหลากหลายของโมดอลที่เหมือนกันจะส่งผลต่อจังหวะเวลาของสัญญาณ

โหมดเพิ่มเติมสามารถเพิ่มการกระจาย Modal ได้

โหมดที่แตกต่างกันสามารถแพร่กระจายผ่านเส้นใยที่มีเวลาขนส่งต่างกัน

เมื่อพัลส์แสงสั้นกระตุ้นหลายโหมด โหมดเหล่านั้นอาจไม่ไปถึงเครื่องรับพร้อมกัน ดังนั้นพัลส์ที่ได้รับจึงกว้างกว่าพัลส์ที่ส่ง

การแลกเปลี่ยน NA สูง: โหมดที่ได้รับการยอมรับมากขึ้นและการกระจาย Modal ที่มากขึ้น

เอฟเฟกต์นี้เรียกว่าการกระจายตัวแบบกิริยา.

รีวิวในเซนเซอร์ระบุข้อดีข้อเสียทางวิศวกรรมแบบเดียวกันจากด้านการขยายพันธุ์ ช่วงการยอมรับที่กว้างทำให้การเปิดตัวด้วยแสงมีข้อจำกัดน้อยลง แต่ยังช่วยให้ประชากรโมดัลในวงกว้างมีส่วนร่วมในการส่งสัญญาณอีกด้วย ความแตกต่างที่เกิดขึ้นในเวลาขนส่งแบบกิริยาสามารถจำกัดแบนด์วิดท์ที่มีอยู่ตามระยะทาง

นี่คือเหตุผลว่าทำไม NA ที่ใหญ่กว่าจึงไม่ควรตีความโดยอัตโนมัติว่าเป็นประสิทธิภาพด้านออพติคอลที่ดีกว่า

NA ที่สูงขึ้นสามารถปรับปรุงความสะดวกในการเชื่อมต่อและความทนทานเชิงมุม ในขณะที่เพิ่มความสำคัญของการกระจายแบบมัลติโหมด

NA ที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับลำดับความสำคัญของระบบที่สมบูรณ์

NA ส่งผลต่อการโค้งงอ การสูญเสีย และระยะการสื่อสารอย่างไร

ข้อผิดพลาดทั่วไปอีกประการหนึ่งคือถือว่ารูรับแสงตัวเลขเป็นตัวบ่งชี้โดยตรงของระยะการส่งข้อมูล

สมมติฐานง่ายๆอาจเป็น:

NA ที่สูงขึ้น → แสงคู่มากขึ้น → ลิงก์ที่ยาวขึ้น

ความสัมพันธ์แรกจะมีประโยชน์ภายใต้เงื่อนไขการเปิดตัวที่เหมาะสม

อันที่สองไม่ตามมาโดยอัตโนมัติ

NA มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมการโค้งงอแต่ไม่ได้กำหนดรัศมีการโค้งงอ

NA ที่ค่อนข้างสูงสามารถมีส่วนทำให้การจำกัดการมองเห็นดีขึ้น และอาจลดความไวต่อสภาวะการโค้งงอขนาดใหญ่บางสภาวะได้

อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการโค้งงอไม่ได้ถูกกำหนดโดย NA เพียงอย่างเดียว

โครงสร้างไฟเบอร์ การกระจายโหมด โครงสร้างสายเคเบิล รัศมีการโค้งงอ รูปทรงการติดตั้ง และความรุนแรงของการโค้งงอ ล้วนมีความสำคัญ

โหมดที่แตกต่างกันยังสามารถตอบสนองที่แตกต่างกันเมื่อไฟเบอร์งอ

สำหรับการติดตั้งจริง NA ไม่ควรเปลี่ยนรัศมีการโค้งงอขั้นต่ำที่ระบุหรือประสิทธิภาพการสูญเสียการโค้งงอที่แท้จริงของสายเคเบิล

NA เป็นเพียงส่วนหนึ่งของงบประมาณด้านพลังงานแสงเท่านั้น

ระยะการสื่อสารก่อนอื่นขึ้นอยู่กับว่าพลังงานแสงไปถึงเครื่องรับเพียงพอหรือไม่

ลิงค์ออปติกทางอุตสาหกรรมที่ใช้งานได้จริงจะต้องคำนึงถึง:

• เอาท์พุทเครื่องส่งสัญญาณ;

• การมีเพศสัมพันธ์ระหว่างแหล่งกำเนิดกับไฟเบอร์

• การสูญเสียตัวเชื่อมต่อ

• การลดทอนของเส้นใย

• การสูญเสียที่เกี่ยวข้องกับการโค้งงอ

• การสูญเสียการติดตั้งอื่น ๆ

• ความไวของผู้รับ

NA ที่ใหญ่กว่าอาจปรับปรุงจุดเริ่มต้นของเชนนั้นโดยทำให้การเปิดตัวแบบออปติคอลง่ายขึ้น

แต่การลดทอนยังคงลดพลังงานแสงลงเมื่อระยะการส่งข้อมูลเพิ่มขึ้น

ไฟเบอร์ไม่ได้กลายเป็นตัวกลางในการส่งผ่านระยะไกลเพียงเพราะมันรับแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ระยะการส่งยังขึ้นอยู่กับการกระจายแบบโมดัลด้วย

พลังงานแสงที่ได้รับเป็นเพียงข้อจำกัดประการหนึ่งเท่านั้น

ความสมบูรณ์ของสัญญาณเป็นอีกเรื่องหนึ่ง

แม้ว่าพลังงานจะไปถึงเครื่องรับอย่างเพียงพอ การกระจายตัวแบบโมดอลก็สามารถขยายพัลส์แสงได้

ที่อัตราข้อมูลที่สูงขึ้นหรือระยะทางที่ยาวขึ้น การขยายกว้างนี้อาจทำให้บิตที่อยู่ติดกันแยกแยะได้ยากขึ้น

ระยะการสื่อสารที่ใช้งานได้สูงสุดจึงขึ้นอยู่กับทั้งสองอย่างงบประมาณพลังงานแสงและพฤติกรรมระยะทางแบนด์วิธของลิงก์

วิธีที่เป็นประโยชน์ในการแยกเอฟเฟกต์เหล่านี้คือการถามคำถามสองข้อที่แตกต่างกัน:

พลังงานแสงเพียงพอไปถึงเครื่องรับหรือไม่?

สัญญาณแสงยังคงสมบูรณ์เพียงพอเมื่อมาถึงหรือไม่

NA มีอิทธิพลต่อทั้งสองส่วนของระบบ แต่ไม่ได้กำหนดส่วนใดส่วนหนึ่งแยกจากกัน

รูรับแสงเชิงตัวเลขในลิงค์ POF อุตสาหกรรมที่สมบูรณ์

NA = 0.5 หมายความว่าอย่างไรเมื่อเลือกลิงค์ POF อุตสาหกรรม

เมื่อวิศวกรเห็น.NA = 0.5ในข้อกำหนด POF การตีความที่เป็นประโยชน์ไม่ได้เป็นเพียง "ไฟเบอร์นี้มีช่องรับแสงตัวเลขขนาดใหญ่"

หมายความว่าไฟเบอร์มีหน้าต่างการเปิดตัวเชิงมุมที่ค่อนข้างกว้างและได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับการแพร่กระจายแบบมัลติโหมดอย่างมาก

ในระบบ POF ทั่วไปขนาด 1 มม. คุณลักษณะดังกล่าวทำงานได้ดีกับแหล่งกำเนิดแสงที่แผ่รังสีในวงกว้างและการมีเพศสัมพันธ์ที่ทนทานต่อกลไก

แต่ควรประเมิน NA ควบคู่ไปกับพารามิเตอร์ลิงก์อื่นๆ เสมอ

เส้นผ่านศูนย์กลางแกนส่งผลต่อความทนทานต่อการจัดตำแหน่งเชิงพื้นที่

เครื่องส่งจะกำหนดปริมาณพลังงานแสงที่ปล่อยออกมาจริง

การลดทอนของไฟเบอร์จะกำหนดจำนวนพลังงานที่เหลืออยู่หลังจากระยะการส่งข้อมูลที่กำหนด

คุณภาพตัวเชื่อมต่อและการดัดงอทำให้เกิดการสูญเสียเพิ่มเติม

ความไวของตัวรับจะกำหนดว่าต้องใช้พลังงานแสงที่ได้รับเท่าใด

อัตราข้อมูลและการกระจายตัวของโมดอลจะส่งผลต่อระยะที่สัญญาณสามารถเคลื่อนที่ได้ก่อนที่พัลส์ขยายจะถูกจำกัด

ระบบออพติคอลสองระบบที่ใช้ไฟเบอร์ที่มี NA ระบุเหมือนกันจึงสามารถทำงานแตกต่างกันมากได้

NA อธิบายส่วนสำคัญส่วนหนึ่งของอินเทอร์เฟซแบบออปติคัล ไม่ใช่ลิงก์การสื่อสารที่สมบูรณ์

รูรับแสงเชิงตัวเลขเป็นพารามิเตอร์ของระบบ ไม่ใช่แค่ตัวเลขในเอกสารข้อมูล

ความสำคัญของ NA ประมาณ 0.5 จะชัดเจนยิ่งขึ้นเมื่อถูกมองว่าเป็นส่วนหนึ่งของสถาปัตยกรรมที่สมบูรณ์ของ POF อุตสาหกรรมทั่วไป

แกนขนาดใหญ่ให้พื้นที่เชื่อมต่อทางกายภาพที่กว้างขวาง

NA ที่ค่อนข้างสูงจะทำให้กรวยรับเชิงมุมกว้าง

คุณลักษณะเหล่านี้ร่วมกันทำให้สามารถเชื่อมโยงแหล่งกำเนิด LED ที่ปล่อยรังสีในวงกว้างเข้ากับไฟเบอร์ได้ ขณะเดียวกันก็รักษาความทนทานทางกลที่เป็นประโยชน์ในตัวเชื่อมต่อและการติดตั้ง

การออกแบบเดียวกันยังรองรับโหมดการแพร่กระจายหลายโหมด

นั่นทำให้การเปิดตัวแบบออปติคอลง่ายขึ้น แต่จะแนะนำการพิจารณาการกระจายแบบกิริยาเมื่อระยะการส่งข้อมูลหรืออัตราข้อมูลเพิ่มขึ้น

นี่คือความหมายทางวิศวกรรมเบื้องหลังตัวเลข

NA γ 0.5 มีประโยชน์ไม่ใช่เพราะโดยธรรมชาติแล้ว 0.5 ถือเป็นค่าในอุดมคติสำหรับใยแก้วนำแสง แต่เนื่องจากการยอมรับเชิงมุมที่กว้างซึ่งแสดงถึงความเหมาะสมกับสถาปัตยกรรมที่มีแกนขนาดใหญ่ ขับเคลื่อนด้วย LED และทนทานต่อกลไกของ POF อุตสาหกรรมระยะสั้นทั่วไป

เมื่อเข้าใจรูรับแสงที่เป็นตัวเลขในลักษณะนี้ ค่าดังกล่าวจะหยุดเป็นค่าที่คัดลอกมาจากแผ่นข้อมูลและกลายเป็นพารามิเตอร์ที่ช่วยอธิบายวิธีการทำงานของออปติคัลลิงก์ที่สมบูรณ์

คำถามที่พบบ่อย

NA 0.5 หมายถึงอะไรในใยแก้วนำแสงพลาสติก

สำหรับแสงที่เข้ามาจากอากาศ ค่า NA 0.5 สอดคล้องกับครึ่งมุมรับประมาณ 30° หรือกรวยรับเต็มประมาณ 60° ในทางปฏิบัติ ไฟเบอร์สามารถรับแสงนำทางได้ในช่วงมุมที่ค่อนข้างกว้างรอบแกนของมัน

เหตุใด POF 1 มม. จึงมีรูรับแสงตัวเลขที่ใหญ่กว่าใยแก้วหลายชนิด

POF แบบดัชนีขั้นขั้นขนาด 1 มม. ทั่วไปใช้ค่าดัชนีการหักเหของแสงที่ค่อนข้างมากระหว่างแกนกลางและส่วนหุ้ม ทำให้เกิด NA ที่สูง สถาปัตยกรรมแกนหลักขนาดใหญ่ในระยะสั้นยังได้รับประโยชน์จากการเชื่อมต่อแบบออปติกที่ง่ายดายและการจัดตำแหน่งเชิงมุมที่ผ่อนคลาย ใยแก้วที่เฉพาะเจาะจงสามารถมีค่า NA ที่แตกต่างกันมาก ดังนั้นควรทำการเปรียบเทียบระหว่างประเภทไฟเบอร์ที่กำหนดไว้เสมอ

ค่ารูรับแสงที่สูงกว่าทำให้การเชื่อมต่อ LED ง่ายขึ้นหรือไม่

โดยทั่วไปแล้วใช่ NA ที่ใหญ่ขึ้นจะสร้างกรวยการยอมรับที่กว้างขึ้น ซึ่งช่วยให้รูปแบบการปล่อย LED ในวงกว้างมากขึ้นตกอยู่ในช่วงการปล่อยเชิงมุมที่ใช้งานได้ของไฟเบอร์ ประสิทธิภาพการจับยึดที่แท้จริงยังคงขึ้นอยู่กับรูปทรงของแหล่งกำเนิด เส้นผ่านศูนย์กลางแกนกลาง ระยะห่าง การจัดตำแหน่ง คุณภาพหน้าตัด และอินเทอร์เฟซแบบออปติคอล

NA ที่สูงทำให้ตัวเชื่อมต่อ POF ง่ายขึ้นหรือไม่?

NA สูงจะช่วยเพิ่มความทนทานต่อการวางแนวเชิงมุม. แกนขนาดใหญ่ 1 มม. POF ให้ความทนทานสูงแนวที่ไม่ตรงด้านข้าง. POF แบบทั่วไปนั้นค่อนข้างง่ายในการเชื่อมต่อเนื่องจากคุณสมบัติทั้งสองนี้ทำงานร่วมกัน

ค่ารูรับแสงตัวเลขที่สูงขึ้นจะเพิ่มระยะการส่ง POF หรือไม่

ไม่ใช่โดยตรง. NA ที่สูงขึ้นอาจปรับปรุงประสิทธิภาพการเปิดตัวและช่วยประหยัดพลังงานแสงได้ แต่ระยะทางในการเชื่อมต่อสูงสุดยังขึ้นอยู่กับการลดทอน การสูญเสียขั้วต่อ การโค้งงอ กำลังเครื่องส่ง ความไวของตัวรับ อัตราข้อมูล และการกระจายแบบโมดอล

รูรับแสงตัวเลขส่งผลต่อแบนด์วิดท์ POF และการกระจายตัวของกิริยาอย่างไร

NA ที่ใหญ่ขึ้นช่วยให้มีมุมการแพร่กระจายที่กว้างขึ้น และสามารถกระตุ้นโหมดต่างๆ ได้มากขึ้นในไฟเบอร์ดัชนีสเต็ปมัลติโหมด เนื่องจากโหมดที่แตกต่างกันอาจมีเวลาการขนส่งที่แตกต่างกัน ชีพจรแสงที่ได้รับอาจกว้างขึ้น การกระจายแบบกิริยานี้สามารถจำกัดแบนด์วิธที่ใช้งานได้เมื่อระยะการส่งข้อมูลหรืออัตราข้อมูลเพิ่มขึ้น