Optical Fibers: Structure & Wave Guiding Fundamentals in Hindi


Optical Fiber क्या होता है?

Optical Fiber एक पतली, flexible और transparent glass या plastic की तार होती है जो light को एक स्थान से दूसरे स्थान तक transmit करती है। इसका उपयोग high-speed communication, sensors और imaging systems में होता है।

Structure of Optical Fiber

एक typical optical fiber के तीन मुख्य हिस्से होते हैं:

  1. Core: यह center वाला हिस्सा होता है जिसमें light propagate करती है। इसका refractive index सबसे ज्यादा होता है।
  2. Cladding: Core को घेरने वाली layer होती है, जिसका refractive index कम होता है। यह light को core में ही trap रखने में मदद करता है (total internal reflection से)।
  3. Coating/Buffer: बाहर की protective layer होती है जो mechanical damage से fiber को बचाती है।

Wave Guiding Fundamentals

Optical fiber में light का transmission waveguide theory पर आधारित होता है:

  1. Total Internal Reflection: Light core और cladding के बीच reflect होकर travel करती है जब angle of incidence critical angle से अधिक हो।
  2. Numerical Aperture (NA): यह fiber की light collecting ability को दर्शाता है।
  3. Acceptance Angle: वह maximum angle जिससे light fiber में enter करके guided रह सकती है।
  4. V-number: यह बताता है कि fiber single mode होगा या multimode।

Basic Optical Laws used in Optical Fiber

  1. Snells Law: n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂ — यह refraction को explain करता है जब light दो अलग mediums से गुजरती है।
  2. Law of Reflection: Angle of incidence = Angle of reflection — यह reflection को define करता है।
  3. Total Internal Reflection: जब light denser से rarer medium में जाती है और critical angle से ज्यादा पर incident होती है, तो यह पूरी तरह से reflect हो जाती है।

Light Propagation in Optical Fiber

  1. Light core में multiple reflections से आगे बढ़ती है।
  2. Core का high refractive index और cladding का low refractive index इस guiding को enable करता है।
  3. Light केवल तभी propagate करेगी जब वह fiber की acceptance cone में हो।

निष्कर्ष (Conclusion)

Optical fibers में light transmission का आधार होता है wave guiding और total internal reflection। इनकी internal structure और refractive index profile light को efficiently और lossless travel करने में मदद करती है। Optical communication के क्षेत्र में यह एक आधारभूत तकनीक बन चुकी है।

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