Optinen kuitu, yksimoodi- ja monimoodikuitu
Valokuitu, yksimoodi- ja monimoodikuitu.
Valokuitujohdin on sähkömagneettisen säteilyn valoaaltoja (mod) heijastuu liikkumisesta seiniltä ja ytimeltä (varsi).
Optisten kuitujen rakenne ja muotoilu
Yksimoodikuitu. Monimoodikuitu
Aineelliset ominaisuudet ja toiminnan säännöt
Valokuitu:
Nykyaikaisen tekniikan kehitys ja valoaaltojen ominaisuuksien tutkiminen antoivat mahdollisuuden luoda laadullisesti uusi kuljettava ympäristö optinen säteily. Oppaat teräsaaltojohteilleen, joilla on pyöreä poikkileikkaus ja epätavallisen pieni halkaisija, yhtä suuri kuin vain muutama nm (melkein kuin hiukset). Näitä läpinäkyviä ohuita säikeitä kutsutaan optisiksi kuiduiksi, ja se lähetetään nyt, suurin osa nykyaikaisten viestintäverkkojen tiedoista.
Toisin kuin optinen kuitu, optinen kuitu johtimet ovat sähkömagneettisen säteilyn valoaaltoja (mod) heijastuu liikkumisesta seiniltä ja ytimeltä (varsi). Valtavan kaistanleveyden ja tiedonsiirtonopeuden vuoksi, Tuotteet ovat vuosittain laajasti käytössä monilla talouden aloilla. Niitä käytetään tiedonsiirtolinjojen parantamiseen, käsittelytehon lisääminen, energia- ja lääketeollisuuden ongelmien ratkaiseminen, sotilaallisissa sovelluksissa.
Valokuitu viestintälinjat (FOCL) korvaa perinteisen “kierretty pari” tärkeimmissä ja monimutkaisella tasolla olevissa tietoliikenneverkoissa. Moninkertaisen valon leviäminen Aalto useita heijastuksia kuoren sisäpinnalta. Pienen taitekerroineron vuoksi (noin 1%) ytimen heijastaman aallon eri kulmissa, älä mene kuidun rajojen yli ja liiku siinä, jonka avulla voit siirtää tietoja nopeasti. Saatujen tietojen mukaan japanilaiset asiantuntijat tekivät tutkimusta, se voi saavuttaa 255 Tbps, jopa etäisyyksien yli 1000 km.
Optisten kuitujen edistäminen:
Aaltojen liike sisään optiset kuidut ovat opiskeli XIX-luvun lopulla, tarvittavat tekniikat puuttuivat silti. Ensimmäinen äänisignaaleja välittävä optinen puhelinjärjestelmä patentoitiin Amerikassa alkuvuodesta 1934, mutta aallot vaimentuvat jo muutaman metrin päästä kuidun sisäänkäynnistä. Tilannetta voidaan muuttaa vain vuonna 1970, kun löydetään materiaaleja, riittävän pieni tappio (17 dB / km), ja seuraavien kahden vuoden aikana hänen työnsä on jo tuonut mukanaan 4 dB / km ensimmäisenä käytettäessä vain kvartsilasia, mutta sitten se alkoi lisätä forcincinnati, foralumiini- ja kalkogenidimateriaalit, jonka taitekerroin on lähellä 1.5.
Nyt muovia on parannettu ja optimoitu optiset kuidut ytimellä ja polimetilmetakrilata vtorpolimermash -kuorella. Odotettu vaimennus niissä on toinen suuruusluokkaa pienempi kuin nykyinen. Myös, teknisten indikaattorien parantamiseksi alkoi taistella pyöreiden ja keskittyneiden kuitujen kanssa, niiden mahdolliset käänteet ja nyrjähdykset, aloitti profiilin optimaalisen rakenteen valinnan. Eri valmistajilla on jo lukuisia muutoksia kuitu, joten oikean valinnan kannalta on tärkeää tietää sen sisäinen rakenne ja luokitus.
Optisten kuitujen rakenne ja muotoilu:
Huolimatta nykyisten tekniikoiden suuresta valikoimasta optisen kuidun luomiseksi esineiden valmistuksessa on mahdollista jakaa kolme päävaihetta. Ensimmäinen luo aihion palkin muodossa, jolla on haluttu profiili ja taitekerroin. Sekunnin ajan se venyy ja siitä tulee suojakuori. Kolmannella (jos välttämätöntä) kuitu levittää lujittavaa ja suojaavaa pinnoite (puskuri). Tavoiteltavan taitekertoimen saamiseksi valmistuksessa olevaan optiseen kuituun voidaan lisätä erilaisia lisäaineita: titaani, fosfori, germanium, boori, jne.
Ottaen huomioon sisemmän sydämen ja kuoren geometriset mitat, ja niiden välinen etäisyys, vastaanotettu optinen johdin voi olla yksimoodinen (välittää vain yksi päämoodi) ja monitila (siirtää useita tilamoodeja). Televiestinnässä käytettävät optiset kuidut on jaettu seuraaviin luokkiin:
- kvartsi yksimuotoinen;
- kvartsimoduuli;
- muovi ja polymeeri (POF);
- kvartsi polymeerikuoressa (HCS).
Yksimoodilangoissa pienet häviöt mutkissa, monitila optimaalinen suurille etäisyyksille, polymeeri on toiminnallisempi, kvartsi on huomattavasti halvempaa. Kun kuituprofiililla on sama taittuminen keskitangon poikkileikkauksessa, hän astui. Kun taittuminen vähitellen pienenee sydämen keskiosasta kuoreen, tulee profiiligradientti. Luokitellun indeksin kuidun taittumisella voi olla parabolinen vaikutus, kolmiomainen ja rikkoutunut rakenne. On muitakin lajikkeita kuidut, esiintyy harvemmin.
Valoaallon liikkeen aikana optiset filamentit vaimennetaan ja hajautetaan. Tämä säteily vie sähkömagneettisen spektrin alueella 100 nm - 1 mm, mutta todellisuudessa, tiedot lähetetään useammin lähi-infrapunalla (760-1600 nm) ja näkyvä (380-760 nm) alue. Alue, jolla matalan läpinäkyvyyden ikkunan vaimennus. Lähellä infrapunassa kolme heistä: 850, 1310 ja 1550 nm. Ne voivat vaihdella hieman kuitutyypeittäin, mutta niissä on optimaalinen lähettää informaatiosignaaleja.
Tekniikan verkoissa toimivat optisten kvanttilaserien säteilyn lähteinä, pienillä etäisyyksillä - LEDit. Niiden kapeasti kohdennetut koherentin säteilyn yksiväriset säteet luovat laajan sähkömagneettisen jatkuvan taajuusspektrin. Vastaanottimina, jotka muuttavat optisen signaalin sähköiseksi, käyttävät p-in- ja lumivyöryvalodiodit. Parametrit optinen kuitu on tiukasti sertifioitu: ydinyksikkökuidun halkaisija on 9 ± 1 pm, monimoodikuitu - 50, 62.5, 120, 980 um, kuori on 125 ± 1 ja 490, 1000 um, vastaavasti.
Yksimoodikuitu:
Yksimoodikuitu tarjoaa vakaamman signaalin ja nopean tiedonsiirron, mutta ne tarvitsevat tehokkaampia ja kalliimpia valonlähteitä kuin monimoodiset kollegat. Lisäksi ne ovat hyvin kapeita optisia kanavia, mikä lisää huomattavasti asennuksen monimutkaisuutta, mutta myös eliminoi miodowy-varianssin. Yksimoodisista säikeistä, on kolme alaluokkaa:
- nopeus puolueettomalla varianssilla (SM, SMF) ovat yleisimpiä;
- normaali, kun dispersio on siirtynyt (DS, DSF) kolmannen läpinäkyvyysikkunan suuntaan vähäisimmällä vaimennuksella on nolla;
- vakiona, kun dispersio on nollasta poikkeava (NZ, NZDS, NZDSF) optimoitu lähettämään useita aallonpituuksia.
Monimoodikuitu:
Monimoodikuitu on ominaista korkeimmalle suorituskyvylle siirtää tiedot lyhyistä etäisyyksistä, suurilla nopeuksilla ja laajalla kaistanleveydellä. Se, toisin kuin yksittäinen tila, missä melkein saavutti tekniikan rajat, parantaa edelleen. Sen ytimen halkaisija on suuri, mikä antaa lisää taittoa, dispersio vähentää vääristymiä, joita esiintyy useiden eri heijastettujen kulmien moodien etenemisessä. Lopussa, valopulssit sellaisissa säikeissä yllä olevien tekijöiden vaikutuksesta muuttuvat suorakulmaisesta kelloksi.
Aineelliset ominaisuudet ja toiminnan säännöt:
Optisen kaistanleveys kuidut riippuu vaimennuksesta (menetys) ja dispersio. Näiden parametrien vähennys sallii lisätä etäisyyttä signaalin pakotetun regeneroinnin pisteiden välillä. Tappioita voidaan kutsua omiksi sisäisiksi ja ulkoisiksi tekijöiksi. Ensimmäinen on ytimen tangon heterogeenisuus (ydin) tuotteista, ominaista sen taittuminen, materiaalien itsensä imeytyminen ja niiden komponenttien epäpuhtaudet. Toinen tapahtuu kiertämällä, lankojen vääntyminen ja taivutus.
Siksi, tekniset ehdot tiukasti säätelevät sovellussääntöjä, ryhmittely, ja kuitujen huolto. Liiallinen ulkoinen mekaaninen isku voi aiheuttaa mikrohalkeamia ja häiriöitä kuoren eheydessä, ja tämä aiheuttaa epätasaisia sisäisiä heijastuksia langassa. On myös tärkeää seurata materiaalin homogeenisuutta hehkulangan valmistusprosessissa ja epäpuhtauksien tasaista jakautumista, pystyy resonoimaan eri taajuuksilla.
Työskennellä optinen kuidut asettaa tiukkoja vaatimuksia huoltohenkilöstölle. Ensinnäkin on liittimien puhtaus ja tarvittavien liitosten laatu. Vastoin yleisiä väärinkäsityksiä, optisten kuitujen suurin haaste on usein vetykorroosio. Kosketusoptinen kytkentä on lykätty ajassa, mutta jo peruuttamattomat seuraukset, jossa lanka menettää ominaisuutensa ja pilaantuu kokonaan. Huonot liitännät muodostavat kuidut voivat absorboida kosteutta ja samalla tulla alueiksi, jotka lisäävät lähetetyn signaalin vaimennushäviöitä.
Optisten kuitujen edut:
Tänään, kaikkia kuitua käyttäviä hankkeita kehitetään voimakkaasti. Ensinnäkin, se FOL (FOL), Tietokoneverkot, videovalvonta ja kulunvalvonta, missä “optiikka” on tullut hallitsemaan kaikissa asemissa. Ne käytännössä eliminoivat luvattoman häirinnän, linjat eivät pala, ei hapettu, ei liuennut, tarjota suurempi nopeus ja kaistanleveys tiedonsiirrossa. He eivät pelkää häiriöitä ja oikosulut eivät vaikuta sähkömagneettisiin kenttiin, älä päästä ympäristöön mitään.
Optisten kuitujen käyttö:
Optiset kuidut käytetään antureina, jotka mittaavat jännitettä, lämpötila, paine ja muut parametrit. Ne ovat pienikokoisia eivätkä vaadi lisätukea, sietää korkeita lämpötiloja (verrattuna puolijohdeprototyyppeihin). Ne asetetaan laitteelle, joka suorittaa kaarisuojauksen. Niihin perustuvat myös seismiset laitteet ja kaikuluotaimet, lasergyroskoopit autoihin ja avaruusaluksiin.
Kiitokset valokuitu interferometriset anturit toimivat, ohjaava magneettikenttä ja sähkökenttä, laboratorion endoskoopit. He voivat järjestää kattavuuden vaikeilla alueilla, ohjaamalla aurinko- ja keinovaloa haluttuun paikkaan. Lopuksi, kuitu auttaa muodostamaan kuvan eri spektrialueilla. Tällä periaatteella, kehittänyt nykyaikaisia aseita, auttaa luomaan kohteena olevan nuken jopa lentotukialuksen kokoisena ja häiritsevä tutkavalvonta.
Huomautus: © Kuva //www.pexels.com, //pixabay.com
