CN101625106B - 发光二极管光纤耦合系统及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种发光二极管(即LED，本文统称为发光二极管)光纤耦合系统及其制造方法。该发光二极管光纤耦合系统，包括一具有双曲线反射面的反射罩，一发光二极管光源，一非球面聚光透镜，一光纤管。该制造发光二极管光纤耦合系统的方法，其包括以下步骤：a、调整反射罩的开口大小及其曲率；b、将光纤管的光线入口设置在非球面聚光透镜的焦点上；c、计算光纤管的全内反射值；e、验证耦合效率是否达要求；f、调整光纤管与非球面聚光透镜之间的距离之后再继续进行步骤e。因此，利用上述的技术手段可提高将光线耦合至光纤管的效率，且制造成本又因制作具有双曲线反射面反射罩较一般制作椭圆形反射罩容易而得以降低。

Description

发光二极管光纤耦合系统及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种发光二极管光纤耦合系统及其制造方法，特别是涉及一种应用于分布式照明的发光二极管光纤耦合系统及其制造方法。

背景技术

因为发光二极管具有高亮度、省电、体积小等优点，因此被广泛地用作照明光源，尤其近年来更是常见应用于车灯中；由于发光二极管在发亮时，有温度不能过高的限制，因此，发光二极管灯具的散热设计必须极佳，否则发光二极管即容易损坏。

然而一般而言，车头灯多是将灯具设置于车头处，而车辆的引擎亦多设置于车头内，因此车头的温度往往是车辆的最高温处，并不适合设置发光二极管灯具。

为解决上述问题，分布式照明(distributed lighting system，简称DLS)装置即被加以应用在车头灯上，例如美国第7,215,863号专利案即是一种光线传送装置，请参阅图4所示，是美国第7,215,863号专利案的一光线传送装置的侧视图，其包括一光纤管50以及一发光二极管光源60，其中该光纤管50的一端与一椭圆形延伸部50连通，该椭圆形延伸部51的两焦点分别邻近于该椭圆形延伸部51与光纤管50的连接处及该椭圆形延伸部51的自由端，而该发光二极管光源60则是设于该邻近椭圆形延伸部51自由端的焦点处，因此当该发光二极管光源60发光时，依照椭圆形的特性，光线将会经该光纤管50内壁的折射后，通过该椭圆形延伸部51的另一焦点而进入该光纤管50中，如此一来，进入光纤管50中的光线即会于该光纤管50中不断地以全反射方式传递至该光纤管50的另一端。如此一来，该分布式照明装置即可设于车身内以远离引擎，仅将该光纤管50的另一端设于车头灯处，以将发光二极管光源60所发出的光线从车头灯处射出。

然为使光线自光纤管50的一端进入后可以以全反射方式传递至光纤管50的另一端，光线入射该光纤管50而与光纤管50内壁所夹的角度则即为重要，若无法符合全反射的要求，光线即无法传递至光纤管50的另一端，导致整体的耦合的效率降低；由于光线经该椭圆形延伸部51折射后进入该光纤管50的角度完全不一样，因此必然有部分光线无法被传递至该光纤管50的另一端，导致整体耦合效率下降；目前现有的分布式照明装置仅能达到约40％至50％的耦合效率。

此外，上述美国专利案的椭圆形延伸部51在制作上，有一定的困难，其 原因在于椭圆形延伸部51反射件无法以一体成形方式制作，而须将该椭圆形分为两半后再叠合组装，故组装时难以调整至使二个半椭圆形面的焦点完全重合，且该椭圆形延伸部51在制作时，因为须在中央预留凹槽以容置发光二极管光源60，在加工上更有困难，因而在制造成本上较为昂贵。

此外，无论使用抛物形反射面或椭圆形反射面均不适合透镜的设计，其原因如下：

如使用抛物反射面时，光线由抛物面的内焦点射出，经反射面，会以平行光的方式射出，故不利透镜的设计；

又使用椭圆反射面时，当光线由椭圆面的内焦点射出，经反射面将汇聚到同向的另一内焦点，故亦不利于透镜的设计。

因此仍有待进一步检讨，并谋求可行的解决方案。

由此可见，上述现有的发光二极管及其制造方法在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的发光二极管光纤耦合系统及其制造方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的发光二极管及其制造方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的发光二极管光纤耦合系统及其制造方法，能够改进一般现有的发光二极管及其制造方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的发光二极管存在的缺陷，而提供一种新型的发光二极管光纤耦合系统，所要解决的技术问题是使其利用双曲面反射罩配合聚光透镜来提高分布式照明装置的耦合效率，并使制造成本降低，非常适于实用。

本发明的另一目的在于，克服现有的发光二极管的制造方法存在的缺陷，而提供一种新的发光二极管光纤耦合系统的制造方法，所要解决的技术问题是使其藉由调整透镜与光纤管的距离即可快速完成设计一发光二极管光纤耦合系统。，从而更加适于实用。

本发明的还一目的在于，克服现有的发光二极管存在的缺陷，而提供一种新型的发光二极管光纤耦合系统，所要解决的技术问题是使其符合使光线经一公尺长的光纤后，仍具有高于70％的耦合效率，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种发光二极管光纤耦合系统，其包括：一反射罩，其具有一双曲线反射面、一内焦点及一外焦点；一发光二极管光源，其背朝该反射罩的双曲线反射面，并设在该双曲线反射面的内焦点处，该双曲线反射面反射该发光二极管光源所发出的光线，经该双曲线反射面反射后射出的光线的反向延长线会聚于该外焦点；一非球面聚光透镜，其与该反射罩分别设在该发光二极管光源的两相对侧，以将经该反射罩反射的光线集中；以及一光纤管，其与该发光二极管分别设在该非球面聚光透镜的两相对侧，由该非球面聚光透镜将经该反射罩反射的光线自该光纤管的一光线入口入射，并在该光纤管中以全反射传递至该光纤管的一光线出口，该光线入口与该光线出口分别位于该光纤管的两相对端。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的发光二极管光纤耦合系统，其中所述的反射罩的双曲线反射面的两个焦点之间的距离为3毫米以下。

前述的发光二极管光纤耦合系统，其中所述的光纤管位于该非球面聚光透镜的焦点上。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种发光二极管光纤耦合系统的制造方法，其特征在于其包括以下步骤：a、提供一反射罩、一发光二极管光源、一非球面聚光透镜及一光纤管；该反射罩具有一双曲线反射面、一内焦点及一外焦点；该发光二极管光源背朝该反射罩的双曲线反射面，并设在该双曲线反射面的内焦点处，该双曲线反射面反射该发光二极管光源所发出的光线，经该双曲线反射面反射后射出的光线的反向延长线会聚于该外焦点；该非球面聚光透镜与该反射罩分别设在该发光二极管光源的两相对侧，以将经该反射罩反射的光线集中，该非球面聚光透镜设有一焦点；该光纤管与该发光二极管分别设在该非球面聚光透镜的两相对侧，由该非球面聚光透镜将经该反射罩反射的光线自该光纤管的一个光线入口入射，并在该光纤管中以全反射传递至该光纤管的一光线出口，该光线入口与该光线出口分别位于该光纤管的两相对端；调整该反射罩的一开口大小及该反射罩的曲率，以调整该双曲线反射面之内的内焦点、及外焦点间的距离；b、将该光纤管的光线入口设于在该非球面聚光透镜的焦点上；c、计算该光纤管的全内反射(total internal reflection，简称TIR)角度及数值孔径(numerical aperture，简称NA)值，是依据该光纤管的特性计算出；d、计算所需的该非球面聚光透镜规格，是依据该光纤管的TIR全内反射角度及NA数值孔径值，搭配由已知的该反射罩的开口大小及该反射罩的曲率，所得经该反射罩反射的光线入射该非球面聚光透镜的角度，以计算出该非球面聚光透镜的厚度、直径及非球面系数；e、验证耦合效率是否达要求，依据自该光纤管的光线出口所测得的耦合效率值判断入射该光纤管之的光线是否达到全反射要求；若是，则完成系统设计，反之则进行下列步骤；f、调整该光纤管与该非球面聚光透镜之间的距离之后再继续进行步骤e。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的发光二极管光纤耦合系统的制造方法，其中所述的双曲面的内、外焦点距离为3毫米以下。

前述的发光二极管光纤耦合系统的制造方法，其中所述的非球面聚光 透镜参数的设计主要是依据数值孔径值及全内反射角度而得，其中NA＝sin 

TIR角度＝θt＝sin^-1(n_c1/n_c0)，而n_c0是指该光纤管的纤心的折射率，n_c1是指该光纤管的纤衣的折射率。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下：前述的发光二极管光纤耦合系统包括：一反射罩，其具有一双曲线反射面、一内焦点及一外焦点；一发光二极管光源，其背朝该反射罩的双曲线反射面，并设在该双曲线反射面的内焦点处，该双曲线反射面反射该发光二极管光源所发出的光线，经该双曲线反射面反射后射出的光线的反向延长线会聚于该外焦点；一非球面聚光透镜，其与该反射罩分别设在该发光二极管光源的两相对侧，以将经该反射罩反射的光线集中；一光纤管，其与该发光二极管分别设在该非球面聚光透镜的两相对侧，由该非球面聚光透镜将经该反射罩反射的光线自该光纤管的一光线入口入射，并在该光纤管中以全反射传递至该光纤管的一光线出口，该光线入口与该光线出口分别位于该光纤管的两相对端。其中上述该反射罩中心点、该发光二极管光源、该非球面聚光透镜的中心点及该光纤管的光线入口处于同一光轴。又，其中该双曲线反射面将光线反射至该非球面聚光透镜时，该非球面聚光透镜的入射光线角度由该双曲线反射面的内焦点至外焦点的距离与双曲线反射面的曲率所决定，且该内焦点至外焦点的距离约在0至3毫米的范围内。

本发明另提供一种上述发光二极管光纤耦合系统的制造方法，包括以下步骤：a、提供一反射罩、一发光二极管光源、一非球面聚光透镜及一光纤管；该反射罩具有一双曲线反射面、一内焦点及一外焦点；该发光二极管光源背朝该反射罩的双曲线反射面，并设在该双曲线反射面的内焦点处，该双曲线反射面反射该发光二极管光源所发出的光线，经该双曲线反射面反射后射出的光线的反向延长线会聚于该外焦点；该非球面聚光透镜与该反射罩分别设在该发光二极管光源的两相对侧，以将经该反射罩反射的光线集中，该非球面聚光透镜设有一焦点；该光纤管与该发光二极管分别设在该非球面聚光透镜的两相对侧，由该非球面聚光透镜将经该反射罩反射的光线自该光纤管的一个光线入口入射，并在该光纤管中以全反射传递至该光纤管的一光线出口，该光线入口与该光线出口分别位于该光纤管的两相对端；调整该反射罩的一开口大小及该反射罩的曲率，用来调整该双曲线反射面的内焦点、及外焦点间的距离；b、将该光纤管的光线入口设在该非球面聚光透镜的焦点上；c、计算该光纤管的全内反射(total internal reflection，简称TIR)角度及数值孔径(numerical aperture，简称NA)值，依据该光纤管的特性计算得出；d、计算所需的该非球面聚光透镜规格，是依据该光纤管的TIR角度及NA值，搭配由已知的该反射罩的开口大小及该反射罩的曲率，所得经该反射罩反射的光线入射该非球面聚光透镜的角度，以计算出该非球面聚光透镜的厚度、直径及非球面系数；e、验证耦合效率是否达要求，依据自该光纤管的光线出口所测得的耦合效率值判断入射该光纤管的光线是否达到全反射要求；若是，则完成系统设计，反之则进行下列步骤；f、调整该光纤管与该非球面聚光透镜之间的距离之后再继续进行步骤e。

为达到上述目的，本发明提供了一种发光二极管光纤耦合系统及其制造方法。借由上述技术方案，本发明发光二极管光纤耦合系统及其制造方法至少具有下列优点及有益效果：利用前揭技术手段可提高将光线耦合至 光纤管的效率，且制造成本又因制作具双曲线反射面反射罩较一般制作椭圆形反射罩容易而得以降低。

综上所述，本发明本发明是有关于一种发光二极管光纤耦合系统及其制造方法，是将一发光二极管光源设于一具双曲线反射面的反射罩的内焦点处，利用双曲线反射面会将自内焦点发出的光线沿双曲线的外焦点反射而出的特性，配合一非球面聚光透镜将反射的光线聚集射入一光纤管的一端部，以将光线有效地耦合至光纤管中，并可在光纤管内部以全反射作用进行光的传递；因此，利用前揭技术手段可提高将光线耦合至光纤管的效率，且制造成本又因制作具双曲线反射面反射罩较一般制作椭圆形反射罩容易而得以降低。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构、方法或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的发光二极管及其制造方法具有增进的突出功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的侧视暨部分剖面图。

图2是自本发明较佳实施例的光纤管的光线出口处撷取的光形图案。

图3是自本发明较佳实施例的制造方法的流程图。

图4是美国第7,215,863号专利案的一光线传送装置的侧视图。

10：反射罩              11：双曲线反射面

20：发光二极管光源      20’：虚拟点光源

30：非球面聚光透镜      40：光纤管

41：光线入口            50：光纤管

51：椭圆形延伸部        60：发光二极管光源

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的发光二极管光纤耦合系统及其制造方法其具体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

关于本发明的一较佳实施例，请参阅图1所示，图1是本发明较佳实施例的侧视暨部分剖面图。包括一反射罩10、一发光二极管光源20、一非球面聚光透镜30及一光纤管40。

上述的反射罩10，具有一双曲线反射面11，依照双曲线的特性，该双曲线反射面11具有位于该反射罩10内和外的一内焦点及一外焦点；由于双曲线反射面11在制造时，仅需一次程序即可完成符合双曲线特性的反射面，因此不需如既有分布式照明装置的椭圆形反射面必须以两次程序方可制作出在椭圆形中具有两个焦点的反射面，故本发明的反射罩10的制造成本较低。

上述的发光二极管光源20，是背朝该反射罩10，并设在该双曲线反射面11的内焦点处，如此一来，依据双曲线的特性，该发光二极管光源20所发出的光线，将会沿该双曲线反射面11的外焦点而由该双曲线反射面11加以反射，如此一来，即有如一设在该反射罩10的另侧的虚拟点光源20’发出光线；在本实施例中，藉由调整该反射罩10的双曲线反射面11的开口大小，可以设计出令该发光二极管光源20与虚拟点光源20’之间的间距在3毫米以下。

上述的非球面聚光透镜30，是设在该发光二极管光源20相对该反射罩10的另侧，以将经该反射罩10反射的光线集中。

上述的光纤管40，是设于该非球面聚光透镜30相对该发光二极管光源20的另侧，由该非球面聚光透镜30将经该反射罩10反射的光线自该光纤管40的一光线入口41入射，并在光纤管40中以全反射传递至该光纤管40的一光线出口(图中未示)；由于为令光线可在光纤管40中传递，则光线必须在光纤管40的纤心(core)和纤衣(cladding)的交界处发生全反射现象，而为了提高射入光纤管40的光线满足全反射条件的比例，在本实施例中，藉由调整该非球面聚光透镜30和光纤管40之间的距离，以使光线符合该光纤管40的全内反射(total internal reflection，简称TIR)角度及数值孔径(numerical aperture，简称NA)值的范围而射入该光纤管40中，并可在该光纤管40中进行全反射传递；请参阅图2所示，是自本发明较佳实施例的光纤管的光线出口处撷取的光形图案，其例示当双曲反射面11的反射率为0.92，而非球面透镜的穿透率为0.9025时，整体耦合效率可达77.66％。

其中，该数值孔径值定义为：入射于光纤中而能在其中稳定传输的光束，其最大入数角的半角的正弦函数值。

由上述可知，发光二极管光源发散出的光线经该反射罩反射后，犹如一设在该反射罩外焦点的发光二极管光源所发出的光线，再配合该非球面聚光透镜将光线以符合全反射的入射角度聚集射入该光纤管中，即可通过设计该非球面聚光透镜的曲率及其与光纤管之间的距离，来调整光线射入该光纤管的角度，以提高射入该光纤管后可全反射的光线的比例，藉此提高光线的耦合效率；此外，因双曲线反射面较椭圆形反射面在制程上更为容易，故本发明的制造成本得以降低。

请参阅图1所示，并配合参阅图3所示，图3是自本发明较佳实施例的制造方法的流程图。本发明另提供上述发光二极管光纤耦合系统的制造方法，包括以下步骤：

a、调整反射罩的开口大小及其曲率300，以调整令该双曲线反射面11的外焦点与内焦点间距离在3毫米以下；

b、将光纤管的光线入口设于非球面聚光透镜的焦点上301；

c、计算光纤管的TIR角度及NA值302，依据光纤管40的特性计算得出其中，NA值的算法依据公式为：

$\mathrm{NA}=\sin \mathrm{\θn}=\sqrt{{n^2}_{c0}-{n^2}_{c1}}$

n_c0：纤心折射率、n_c1：纤衣折射率

故依据光纤的特性值n_c0及n_c1可推算出NA值，进而得知Θn的角度值。由上式可知，NA值仅为纤心折射率n_c0与纤衣折射率n_c1的函数。因此光纤与各类元件的耦合效率(coupling efficiency)，直接受彼此NA值是否匹配所影响；此外，令TIR角度为θt，则依据折射定律，其计算方法如下：

n_c0 sinθt＝n_c1 sinθ1

θt：TIR角度，θ1：预设达全反射之角度90度

欲达到全反射，将θ1预设为90度，因此，sinθ1＝1，故n_c0 sinθt＝n_c1，亦即sinθt＝n_c1/n_c0，由此可得TIR角度值θt＝sin^-1(n_c1/n_c0)；

d、计算所需的非球面聚光透镜规格303，依据光纤管40的TIR角度及NA值，搭配由已知的反射罩10开口大小及其曲率，所得经该反射罩10反射的光线入射该非球面聚光透镜30的角度，亦即藉由光线入射角θi和步骤c所得到的NA值推算出角度θn，而反推出非球面聚光透镜30的光线出射角θo，以计算出非球面聚光透镜的厚度、直径及非球面系数等规格参数使该非球面聚光透镜30的特性符合要求；

e、验证耦合效率是否达要求304，依据自光纤管40的光线出口所测得的耦合效率值判断入射光纤管40的光线是否达到全反射要求；若是，则完成系统设计，反之则进行下列步骤；

f、调整光纤管与非球面聚光透镜之间的距离305，藉由移动该光纤管40以调整光纤管40与非球面聚光透镜30之间的距离，之后再继续进行步骤e。

经上述的设计后，光线在经过一公尺长的光纤管40后，本发明的光纤耦合系统的耦合效率可高于70％。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以 上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种发光二极管光纤耦合系统，其特征在于：其包括：

一反射罩，其具有一双曲线反射面、一内焦点及一外焦点；

一发光二极管光源，其背朝该反射罩的双曲线反射面，并设在该双曲线反射面的内焦点处，该双曲线反射面反射该发光二极管光源所发出的光线，经该双曲线反射面反射后射出的光线的反向延长线会聚于该外焦点；

一非球面聚光透镜，其与该反射罩分别设在该发光二极管光源的两相对侧，以将经该反射罩反射的光线集中；以及

一光纤管，其与该发光二极管分别设在该非球面聚光透镜的两相对侧，由该非球面聚光透镜将经该反射罩反射的光线自该光纤管的一个光线入口入射，并在该光纤管中以全反射传递至该光纤管的一光线出口，该光线入口与该光线出口分别位于该光纤管的两相对端。

2.根据权利要求1所述的发光二极管光纤耦合系统，其特征在于其中所述的反射罩的双曲线反射面的两个焦点之间的距离为3毫米以下。

3.根据权利要求2所述的发光二极管光纤耦合系统，其特征在于其中所述的光纤管位于该非球面聚光透镜的焦点上。

4.一种发光二极管光纤耦合系统的制造方法，其特征在于其包括以下步骤：

a、提供一反射罩、一发光二极管光源、一非球面聚光透镜及一光纤管；该反射罩具有一双曲线反射面、一内焦点及一外焦点；该发光二极管光源背朝该反射罩的双曲线反射面，并设在该双曲线反射面的内焦点处，该双曲线反射面反射该发光二极管光源所发出的光线，经该双曲线反射面反射后射出的光线的反向延长线会聚于该外焦点；该非球面聚光透镜与该反射罩分别设在该发光二极管光源的两相对侧，以将经该反射罩反射的光线集中，该非球面聚光透镜设有一焦点；该光纤管与该发光二极管分别设在该非球面聚光透镜的两相对侧，由该非球面聚光透镜将经该反射罩反射的光线自该光纤管的一个光线入口入射，并在该光纤管中以全反射传递至该光纤管的一光线出口，该光线入口与该光线出口分别位于该光纤管的两相对端；调整该反射罩的一开口大小及该反射罩的曲率，以调整该双曲线反射面的内焦点、及外焦点间的距离；

b、将该光纤管的光线入口设在该非球面聚光透镜的焦点上；

c、计算该光纤管的全内反射角度及数值孔径值，是依据该光纤管的特性计算出；

d、计算所需的该非球面聚光透镜规格，是依据该光纤管的全内反射角度及数值孔径值，搭配由已知的该反射罩的开口大小及该反射罩的曲率，所得经该反射罩反射的光线入射该非球面聚光透镜的角度，可以计算出该非球面聚光透镜的厚度、直径及非球面系数；

e、验证耦合效率是否达要求，依据自该光纤管的光线出口所测得的耦合效率值判断入射该光纤管的光线是否达到全反射要求；若是，则完成系统设计，反之则进行下列步骤；

f、调整该光纤管与该非球面聚光透镜之间的距离之后再继续进行步骤e。

5.根据权利要求4所述的发光二极管光纤耦合系统的制造方法，其特征在于其中所述的双曲面的内、外焦点距离为3毫米以下。

6.根据权利要求4至5中任一权利要求所述的发光二极管光纤耦合系统的制造方法，其特征在于其中所述的非球面聚光透镜参数的设计主要依据数值孔径值及全内反射角度而得，其中TIR角度＝θt＝sin^-1(n_c1/n_c0)，NA是数值孔径值，TIR是全内反射角度，n_c0是指该光纤管的纤心的折射率，n_c1是指该光纤管的纤衣的折射率。

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