カットオフ波長はどのように計算しますか?

カットオフ波長の計算

カットオフ波長は光工学における重要なパラメータであり、導波モードが誘導されなくなる境界を定義します。これは光ファイバーで特に重要で、光ファイバーを通じて効率的に伝送できる波長の範囲を決定します。カットオフ波長の計算は、導波路の形状や屈折率プロファイルなどの物理的特性によって異なります。

基本式

シングルモードファイバーのカットオフ波長（ext{λ}_c）を計算するための一般的な式は次のとおりです。

λ_c = (2πa√(n_1^2 - n_2^2))/V

どこ：

• aはファイバーのコア半径です。
• n_1はコアの屈折率です。
• n_2はクラッドの屈折率です。
• Vはカットオフにおける正規化された周波数または V 数であり、通常は基本モードで約 2.405 になります。

考慮事項

カットオフ波長の計算には、次のようないくつかの要因が影響します。

• 導波管の形状: 導波管の形状とサイズが異なると、カットオフ波長に影響する可能性があります。
• コアとクラッド間の屈折率のコントラスト: コントラストが高いほど、カットオフ波長は短くなります。
• 複数のモードの存在: マルチモード ファイバーでは、各モードに独自のカットオフ波長があります。

アプリケーション

カットオフ波長を理解して計算することは、特定の伝送要件を満たす光ファイバーと導波管を設計するために不可欠です。これは次のことに役立ちます。

• 所望の波長で光の効率的な伝送を保証します。
• 損失と分散を最小限に抑えます。
• 通信やセンシングなどの特定のアプリケーション向けにファイバーを最適化します。

実践的な理解と詳細な計算のためには、光学特性の複雑な相互作用を考慮した専門文献またはシミュレーション ツールを参照することをお勧めします。