ऑप्टिकल फाइबर और केबल के बुनियादी सिद्धांत

ऑप्टिकल फाइबर ट्रांसमिशन कुल आंतरिक प्रतिबिंब के सिद्धांत पर आधारित है, जो तब होता है जब प्रकाश दो अलग-अलग मीडिया के बीच इंटरफेस का सामना करता है। एक चरण में {{1}इंडेक्स ऑप्टिकल फाइबर {{2}जहां n1 कोर माध्यम के अपवर्तक सूचकांक का प्रतिनिधित्व करता है और n2 क्लैडिंग माध्यम के अपवर्तक सूचकांक का प्रतिनिधित्व करता है, n1 > n2 के साथ, कुल आंतरिक प्रतिबिंब तब होता है जब कोर में प्रवेश करने वाला प्रकाश महत्वपूर्ण कोण (θc) से अधिक घटना के कोण पर कोर-क्लैडिंग इंटरफ़ेस से टकराता है। इन परिस्थितियों में, कोई भी प्रकाश ऊर्जा कोर से बाहर नहीं निकलती है, और आपतित प्रकाश अनगिनत कुल आंतरिक प्रतिबिंबों के माध्यम से इंटरफ़ेस के माध्यम से आगे बढ़ने में सक्षम होता है।

हालाँकि, जब एक ऑप्टिकल फाइबर मुड़ा हुआ होता है, तो इंटरफ़ेस का अभिलंब दिशा बदल जाता है, जिसके परिणामस्वरूप आपतन कोण छोटे हो जाते हैं। नतीजतन, प्रकाश किरणों के एक हिस्से के लिए आपतन कोण θc से नीचे गिर जाता है, जिससे उन्हें पूर्ण आंतरिक परावर्तन से गुजरना नहीं पड़ता है। फिर भी, शुरुआत में बड़े आपतन कोण वाली वे किरणें अभी भी पूर्ण आंतरिक परावर्तन से गुजर सकती हैं; इस प्रकार, फाइबर के मुड़ने पर भी प्रकाश संचरण बना रहता है, हालांकि इस झुकने से ऊर्जा की हानि होती है। आमतौर पर, जब झुकने की त्रिज्या 50 से 100 मिलीमीटर से अधिक हो जाती है, तो परिणामी हानि नगण्य होती है। इसके विपरीत, मिनट के मोड़ से गंभीर "माइक्रोबेंडिंग हानि" हो सकती है।

ऑप्टिकल फाइबर ट्रांसमिशन के तंत्र की आगे की जांच करने के लिए विद्युत चुम्बकीय तरंग सिद्धांत को अक्सर नियोजित किया जाता है, विशेष रूप से ऑप्टिकल फाइबर वेवगाइड माध्यम की सीमा स्थितियों के अधीन तरंग समीकरणों को हल करके। एक ऑप्टिकल फाइबर के भीतर फैलने वाले प्रकाश में कई "मोड" शामिल होते हैं, जिनमें से प्रत्येक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के एक विशिष्ट वितरण का प्रतिनिधित्व करता है और ज्यामितीय प्रकाशिकी में वर्णित एक विशेष प्रकाश किरण के अनुरूप होता है। ऑप्टिकल फाइबर के भीतर मौजूद विशिष्ट निर्देशित मोड फाइबर की सामान्यीकृत आवृत्ति (V-संख्या) पर निर्भर करते हैं।
इस संदर्भ में, NA संख्यात्मक एपर्चर को दर्शाता है, जो कोर और क्लैडिंग मीडिया के अपवर्तक सूचकांकों से संबंधित एक पैरामीटर है; *ए* फाइबर कोर की त्रिज्या का प्रतिनिधित्व करता है; और λ संचरित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है। जब एक ऑप्टिकल फाइबर मुड़ा हुआ होता है, तो मोड युग्मन होता है; ऊर्जा का एक हिस्सा निर्देशित मोड से विकिरण मोड में स्थानांतरित हो जाता है, जिससे कोर से बच जाता है और खो जाता है।
प्रदर्शन विशेषताएँ: ऑप्टिकल फाइबर की विशेषता वाले प्राथमिक मापदंडों में क्षीणन, बैंडविड्थ और अन्य शामिल हैं।