Acceptance Angle   수광각, 수용각

1. 수광각 (Acceptance Angle)  θA

  ㅇ 빛을 광섬유 코어에 입사할 때, 전반사시킬 수 있는 최대 입사 원뿔각  :  {#θ_A=2θ_a#}
     - (전반사 : 광을 광 도파로(광섬유 등) 내 가두어 진행시킬 수 있음)
     - (수광각 {#θ_A#} : 수광 반각(최대 입사각) {#θ_a#}의 2배)

        

     * 수광각  :  {#\theta_A = 2\theta_a = 2\sin^{-1}(NA/n_0) \approx 2\sin^{-1}(NA) #}
        .  {#NA#} : 개구수, {#n_0=1#} : 공기 중 입사 가정
     

2. 수광각 유도

  ㅇ 굴절률 n 또는 개구수 NA 에 의한 표현식
     -  수광각  :  {# \theta_A = 2\theta_a = 2\sin^{-1} (NA/n_0) #}
        . 여기서, {#NA#}는 개구수, {#n_0#}는 광원과 광섬유 사이에 있는 매질(공기)의 굴절률 ≒ 1

           

           .. 최대 가능 입사각  :  {#\theta_a#}  (수광각 : {#\theta_A = 2\theta_a#})
           .. 전반사 임계각  :  {#\theta_c#}

     -  표현식 유도
        . {# NA \equiv n_0 \sin \theta_a = n_1 \sin \theta_c #}  
           .. 개구수 정의 및 스넬의 법칙
        . {# NA = n_1 \sin \theta_c = n_1 \sqrt{1-\cos^2\theta_c} #}
           .. {# \sin \theta_c = \sqrt{1-\cos^2\theta_c} #}
           .. {#\theta_c#} : 전반사 임계각
        . {# NA = n_1 \sqrt{1 - \sin^2\theta_{1c}} #}
           .. {#\theta_c + \theta_{1c} = 90°#}
           .. {# \cos\theta_c = \cos(90^\circ - \theta_{1c}) = \sin \theta_{1c} #}
           .. {#\theta_{1c}#} : 전반사 임계 입사각
        . {# NA = n_1 \sqrt{1 - (n_2/n_1)^2} = \sqrt{n_1^2 - n_2^2} = \sqrt{(n_1-n_2)(n_1+n_2)}#}
           .. {#\sin\theta_{1c}=n_2/n_1#}
        . {# NA \approx \sqrt{n\Delta\cdot 2n} \approx n \sqrt{2\Delta} #}  
           .. 약한 도파 조건 근사 : 코어와 클래드의 굴절률 차이가 매우 작은 경우의 근사
           .. {#n = (n_1+n_2)/2 \approx n_1 \approx n_2 #} : 평균 굴절률
           .. {#\Delta = (n_1-n_2)/n_1 \approx (n_1-n_2)/n#} : 비굴절률차

  ㅇ 한편, 렌즈계에 의해, 광섬유에 집속하는 경우의, 기하학적 관계식
     -  {#\tan\theta_a=(d/2)/f#} 
        . ({#\theta_a#} : 수광 반각, d : 코어 직경, f : 집속 렌즈의 초점거리)