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Calcolatore della lunghezza d’onda di taglio per fibra monomodale

Una fibra con nucleo di 4,1 µm di raggio e apertura numerica 0,14 diventa monomodale oltre 1499,60431032 nm. Inserisca raggio e apertura per verificare un progetto o una scheda tecnica prima di scegliere la sorgente. Gratis nel suo browser.

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Esempio risolto

Se inserisce

Raggio del nucleo (m): 0,0000041
Apertura numerica: 0,14

Ottiene

Lunghezza d'onda di taglio (m): 0,0000014996
Lunghezza d'onda di taglio (µm): 1,4996043103
Lunghezza d'onda di taglio (nm): 1499,60431032
Numero V di taglio: 2,405

Questo calcolatore determina la lunghezza d’onda oltre la quale una fibra ottica ideale step-index, in regime di guida debole, supporta soltanto il modo fondamentale guidato. Inserisca il raggio del nucleo in metri e l’apertura numerica adimensionale. È utile per scegliere una fibra, svolgere esercizi, controllare specifiche e ottenere stime preliminari di progetto senza ricorrere a un risolutore modale numerico completo.

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 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.

Casi d'uso

Controllo di una fibra per telecomunicazioni

Stimi se raggio del nucleo e apertura numerica proposti collocano il taglio sotto la lunghezza d’onda operativa prevista.

Verifica di una scheda tecnica

Confronti la previsione semplice del numero V con il taglio dichiarato dal produttore e analizzi differenze rilevanti.

Preparazione di esercizi di ottica

Generi risposte riproducibili su frequenza normalizzata, taglio modale e funzionamento monomodale.

Domande frequenti

Devo inserire il raggio o il diametro del nucleo?

Inserisca il raggio in metri. Divida per due il diametro dichiarato e converta il raggio ottenuto in metri.

La fibra è monomodale sopra o sotto il risultato?

Nel modello ideale step-index a guida debole, sopra il taglio viene guidato solo il modo spaziale fondamentale; sotto possono propagarsi modi superiori.

Perché la specifica del produttore può essere diversa?

Il taglio misurato dipende da lunghezza, curve, accoppiamento, profilo d’indice e definizione della prova; questo calcolo fornisce la stima ideale del numero V.

Come si calcola la lunghezza d’onda di taglio di una fibra monomodale?

Moltiplichi 2π per il raggio del nucleo e per l’apertura numerica, poi divida per 2,405. Un raggio di 4,1 µm con apertura 0,14 dà 1499,60431032 nm.

Come inserisco un’apertura numerica di 0,14?

La scriva così com’è, 0,14, come numero senza unità. Non usi 14 né una percentuale; il valore deve essere maggiore di zero e non superiore a uno.

Strumenti correlati

Per sviluppatori — accesso via API

Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.

Endpoint

POSThttps://api.kit.forhosting.com/optics/single-mode-cutoff-wavelength

Autenticazione con Bearer token: un POST mette in coda l'attività e il risultato arriva via webhook o link firmato.

Chiamala dal tuo stack

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/optics/single-mode-cutoff-wavelength \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"core_radius_m":0.0000041,"numerical_aperture":0.14}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/optics/single-mode-cutoff-wavelength", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "core_radius_m": 0.0000041,
    "numerical_aperture": 0.14
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/optics/single-mode-cutoff-wavelength",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "core_radius_m": 0.0000041,
    "numerical_aperture": 0.14
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/optics/single-mode-cutoff-wavelength", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"core_radius_m":0.0000041,"numerical_aperture":0.14}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"core_radius_m":0.0000041,"numerical_aperture":0.14}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/optics/single-mode-cutoff-wavelength", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

Esempio di richiesta

{
  "core_radius_m": 0.0000041,
  "numerical_aperture": 0.14
}

Esempio di risposta

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "optics.single_mode_cutoff_wavelength",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.

Prezzi

per richiesta$0.002

Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.

Errori

HTTP	Codice	Significato
`401`	`unauthorized`	Chiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization.
`402`	`insufficient_balance`	Credito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività.
`404`	`unknown_type`	Tipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta.
`429`	`rate_limited`	Troppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo.

Note tecniche

Lo strumento usa la soglia di frequenza normalizzata Vc = 2.405 e restituisce il taglio in metri, micrometri e nanometri.

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. All’aumentare della lunghezza d’onda, V diminuisce. Il calcolo rappresenta la soglia convenzionale di progetto, non l’attenuazione misurata di ogni singolo modo. La definizione è V = 2 pi a NA diviso lambda. 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.

Inserisca raggio e apertura numerica evitando errori di unità

Il numero V di taglio è fisso a 2.405 e la normalizzazione a dodici cifre significative rende il JSON riproducibile.

Interpreti la soglia e i limiti del modello

Il calcolo nel browser è gratuito; ogni elemento API elaborato correttamente costa $0.002.

Domande tecniche

Quale equazione usa il calcolatore?

Imposta V = 2 pi a NA / lambda uguale al taglio LP11 convenzionale Vc = 2.405 e risolve lambda_c = 2 pi a NA / 2.405.

Quanto costa un calcolo API?

Ogni elemento API elaborato correttamente usa il prezzo base pubblicato di $0.002. Il calcolatore nel browser è gratuito.

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