光ファイバーの断面を図に示す。光がコア内で全反射する最大の入射角度を最大受光角 (受光角) θmax という。また、最大受光角の大きさを表すものとして開口数 (Numerical Aperture:NA) がある。光ファイバーの外部が空気であるとすると (nair ≒ 1) 、NA は光ファイバー端面におけるスネルの法則と臨界角を表す式により、次式で与えられる。

2.1.4

上式より、屈折率差を変化させることで NA の値を制御できることが分かる。例えば、n1 = 1.4675、n2 = 1.4622 とすると NA ≒ 0.125 となる。レンズを用いて光ファイバーに効率よく光を入射させるには、一般的にレンズの NA が光ファイバーの NA を超えないようにしなければならない。

chapter2-03

図:光ファイバーの開口数