数值孔径(光学数值孔径NA)
数值孔径:数值孔径(NA)
NA=n*sinθ
数值孔径是无量纲的，没有单位，但代表一个角度范围；
空气体的折射率为n=1，所以在空气体中，na = sinθ；
NA是光纤的一个重要参数，用光线光学(几何光学，实际上把光束看成是一条直线光线)来描述，可以耦合到光纤的角度范围内 。
如图，只有2θ (2θ常称为全角，θ称为半角)角度范围内的光，即数值孔径NA≦sinθ，才能耦合进光纤；
你是怎么得到这个θ值的？
根据纤芯和包层之间的折射率差异，光在纤芯中发生全反射 。
以上是用光线光学解释光纤耦合的条件，那么如何用波动光学解释光纤耦合的条件(强调光强的分布，把光束当作整体运动的电磁波)？
高斯光斑在空气体中，向两边扩散:
可以看出，在向两边扩散的过程中，光斑不断分散，高斯光斑没有明显的边界，所以光斑中心的光强下降到1/e 2 ≈ 13.5% (e ≈ 2.718)，默认为“边界”；
只有虚线框中的光束可以耦合到光纤中；；
为什么？
然后往下看；
高斯光斑尺寸=MFD(摩尔场直径模场直径)到达纤芯可以完全耦合进光纤；；
这个理论从何而来？
答:是从麦克斯韦方程+边界条件推导出来的；
为什么光学难学？因为一切现象都不是想当然的，而是用伟大复杂的数学模型来解决的，属于数学问题；
MFD>D，即模场直径大于纤芯直径；
高斯光束，1/e 2 = 13.5%的功率在纤芯外和包层中传输 。
X射线光学解释中的NA=sinθ只能解释光纤与高斯光束耦合的基本特性 。
比如用几何光学模拟高斯光在波导中的传播(取纤芯和包层的折射率差为0.1):
【光学数值孔径NA 数值孔径】几乎所有的光都漏进包层；
通过拉长光纤，我们可以看到包层中的光最终会被束缚，因为包层和空气体的折射率差很大，但是所有的光都在包层中传输，实际上并不存在(纤芯对光失去束缚作用):
为了解释光纤与高斯光束耦合的具体特性，我们必须使用波动光学理论 。
例如，波动光学用于模拟高斯光在波导中的传播(纤芯和包层的折射率差为0.1):
光保持完整，并被波导很好地引导 。
x射线光学和波动光学是看光学问题的两个纬度，实际上是统一的(或者承受反复念叨:光的波粒二象性，哈哈)；
我以为我们同意谈纳 。为什么又把波动光学和高斯光束搬出来了？
重点是:
我们来看看康宁SMF-28e+(单模光纤)规范中对NA的描述:
数值孔径NA=0.14用远场扫描法测得，从光斑中心扫描换算到功率下降到1%的位置 。
但是，高斯光斑的大小不是按照光斑中心功率衰减到1/e 2的点来计算的吗？
因此，在计算高斯光束与光纤耦合时，光纤的数值孔径NA要换算成1%→1/E2；
na1/e^2=na1%/(1-1%)*(1-1/e^2)≈0.12
再者，由于测量误差的原因，实际测量角度会大于理想角度，所以理论计算中常取Na1/E 2为0.1(经验换算)；
推荐阅读
- 明日之后第三季19庄升20庄装备加成数值变化一览,您需要了解的
- 原神甘雨胡桃加强内容数值一览,一览大全
- 原神胡桃技能详情及爆伤专武数值突破材料一览,来看看
- 原神重云行秋与迪卢克适配度数值对比分析,让您技能天下无双
- 眼视光医学和眼视光学专业 眼视光技术
- 赛博朋克2077光学义眼标记敌人的方法,2020攻略资讯
- 高中数学值域经典资料 求函数值域的方法
- 和平精英新赛季最稳灵敏度怎么设置 最稳灵敏度设置数值一览详解介绍
- 和平精英灵敏度设置数值推荐高手进阶
- 光学变焦倍数什么意思 变焦倍数