תדירות מנורמלת

V-number הוא פרמטר לקביעת מספר האופנים המתקדמים במוליך גל, התלוי בפרמטרים גאומטרים של מבנה מוליך הגל, במקדם השבירה של מוליך הגל ושל התווך בו מוליך הגל נמצא.

V-number בסיב אופטי

צורות אופני הגל הרוחביים המתקבלים ביציאה מסיב אופטי (TEM)

סיב אופטי הוא מוליך גל גלילי (צילינדרי). פרמטר ה- V-number תלוי ברדיוס ליבת הסיב (a), במקדמי השבירה של ליבת הסיב (n₁) ושל המעטפת (n₂), ובאורך הגל ($\lambda$) המועבר דרך הסיב בצורה הבאה:

$V={\frac {2\pi a}{\lambda }}{\sqrt {n_{1}^{2}-n_{2}^{2}}}$

עבור $\textstyle V<2.405$ הסיב יהיה חד-אופן ועבור ערכים גדולים יותר הסיב יהיה רב-אופן, כאשר מספר האופנים יהיה 4 עבור $\textstyle 2.405<V<3.8$, ועבור $\textstyle V>3.8$ מספר האופנים יהיה בקירוב $\textstyle {\frac {V^{2}}{2}}$.
(הערך 2.405 נובע מהתאפסות של פונקציית בסל הנדרשת בגלל הסימטריה הגלילית של הסיב. עבור מוליך גל מלבני שטוח, התנאי לאופן יחיד הוא $\textstyle V<\pi /2$ ומספר האופנים נקבע לפי אפסים של פונקצית cos).

אחת הדרכים להגדיר את ה-V number עבור סיב היא בעזרת אורך הגל הגבולי שבו הסיב עדיין יהיה חד-אופן, כלומר, אורך הגל עבורו יתקבל $\textstyle V=2.405$, אותו נסמן כ-$\textstyle {\lambda _{cutoff}}$, ומתוך הגדרה זו נקבל:

$V=2.405\cdot {\frac {\lambda _{cutoff}}{\lambda }}$

עבור אורכי-גל ארוכים מ-$\textstyle {\lambda _{cutoff}}$ הסיב יתנהג כסיב חד-אופן, ואילו עבור אורכי גל קצרים מ-$\textstyle {\lambda _{cutoff}}$ הסיב ינתהג כרב-אופן.

שימוש חשוב נוסף ב-V number הוא חישוב קוטר אלומת האור (MFD-Mode field diameter) בתוך הסיב. עבור V>1.5 נקבל:

$MFD=2\omega =2a\left(0.65+{\frac {1.619}{V^{3/2}}}+{\frac {2.879}{V^{6}}}\right)$

כאשר a הוא רדיוס ליבת הסיב ו-$\omega$ הוא רדיוס האלומה.

ערך זה הוא קצרמר בנושא פיזיקה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.

ערך זה הוא קצרמר בנושא טכנולוגיה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.