Calcolatore della lunghezza d’onda di taglio per fibra monomodale

Inserisca il raggio del nucleo in metri e l’apertura numerica adimensionale. Lo strumento usa la soglia di frequenza normalizzata Vc = 2.405 e restituisce il taglio in metri, micrometri e nanometri. È utile per scegliere una fibra, svolgere esercizi, controllare specifiche e ottenere stime preliminari di progetto senza ricorrere a un risolutore modale numerico completo.

Colleghi il taglio al numero V della fibra

Una fibra step-index confina la luce perché l’indice di rifrazione del nucleo è leggermente maggiore di quello del mantello. La frequenza normalizzata, detta numero V, combina le tre grandezze che governano i modi guidati: raggio del nucleo a, apertura numerica NA e lunghezza d’onda nel vuoto lambda. La definizione è V = 2 pi a NA diviso lambda. All’aumentare della lunghezza d’onda, V diminuisce. Il modo fondamentale LP01 non ha un taglio inferiore, mentre il gruppo modale successivo compare circa a V = 2.405 nell’approssimazione di guida debole. Ponendo il numero V uguale a tale soglia si ricava lambda_c = 2 pi a NA diviso 2.405. Sopra lambda_c, V è minore di 2.405 e nel modello ideale resta guidato solo il modo spaziale fondamentale. Sotto lambda_c sono ammessi modi superiori, ma la loro effettiva eccitazione dipende anche dall’accoppiamento, dalle curve, dalla lunghezza e dalle imperfezioni. Il calcolo rappresenta la soglia convenzionale di progetto, non l’attenuazione misurata di ogni singolo modo.

Inserisca raggio e apertura numerica evitando errori di unità

Inserisca in metri il raggio del nucleo, non il diametro. Un diametro di 8.2 micrometri corrisponde a un raggio di 4.1 micrometri, cioè 4.1e-6 metri. Usare per errore il diametro raddoppia il taglio calcolato. L’apertura numerica è adimensionale e normalmente è riportata direttamente nella scheda tecnica: inserisca 0.14 come 0.14, non come 14 percento o 14. Il risolutore accetta solo valori finiti positivi e limita l’apertura numerica a uno. La risposta ripete gli ingressi normalizzati e presenta il taglio in metri, micrometri e nanometri, agevolando il confronto con finestre di telecomunicazione e dati dei componenti. Il numero V di taglio è fisso a 2.405 e la normalizzazione a dodici cifre significative rende il JSON riproducibile. Il sistema non deduce le unità: converta in metri ogni raggio espresso in micrometri, millimetri o altre unità prima della richiesta.

Interpreti la soglia e i limiti del modello

Consideri il risultato come il taglio teorico convenzionale per una fibra circolare step-index in guida debole. Operare sopra il valore significa avere una frequenza normalizzata inferiore a 2.405 e, nel modello ideale, soltanto il modo spaziale fondamentale. La soglia esatta è matematica, quindi un progetto reale deve prevedere margine. I produttori possono pubblicare un taglio di cavo o di fibra misurato con condizioni standard di curva e lunghezza; tali valori possono differire perché i modi superiori si disperdono, le curve modificano il confinamento, i profili non sono perfettamente netti e le tolleranze cambiano raggio e NA. La formula non sostituisce un risolutore modale vettoriale per guide ad alto contrasto, nuclei non circolari, fibre a cristallo fotonico, fibre graded-index o dispositivi few-mode. La utilizzi per progetti preliminari, didattica e controlli di coerenza; per applicazioni critiche consulti poi la specifica del produttore e la norma di misura pertinente. Il calcolo nel browser è gratuito; ogni elemento API elaborato correttamente costa $0.002.