광섬유, 단일 모드 및 다중 모드 광섬유
광섬유, 단일 모드 및 다중 모드 광섬유.
광섬유 도체는 전자기 복사 광파입니다. (모드) 벽과 코어의 움직임에 반영 (줄기).
광섬유:
현대 기술의 발전과 광파의 특성에 대한 연구로 인해 질적으로 새로운 환경을 만들 수 있습니다. 광학 방사능. 가이드 비정상적으로 작은 직경의 원형 단면을 가진 강철 도파관, 몇 nm에 불과 (거의 사람의 머리카락처럼). 광섬유라고 불리는이 투명한 얇은 가닥은, 그리고 그것이 지금 전달되는 것입니다, 현대 통신 네트워크에있는 대부분의 정보.
광섬유와 달리, 광섬유 지휘자는 전자기 복사 광파입니다 (모드) 벽과 코어의 움직임에 반영 (줄기). 엄청난 대역폭과 데이터 이동 속도로 인해, 매년 제품은 경제의 여러 부문에서 광범위하게 적용됩니다.. 통신 회선을 개선하는 데 사용됩니다., 처리 능력 향상, 에너지 및 의료 산업의 문제 해결, 군사용.
광섬유 통신선 (FOCL) 전통을 대체하다 “꼬인 쌍” 복잡성 수준이 다른 가장 중요한 통신 네트워크에서. 다중으로 인해 발생하는 빛의 확산 웨이브 쉘의 내부 표면에서 다중 반사. 굴절률의 차이가 작기 때문에 (약 1%) 다른 각도에서 코어에 의해 반사 된 파동의, 섬유의 경계를 넘어 이동하지 마십시오., 빠른 속도로 데이터를 전송할 수 있습니다.. 일본 전문가들이 조사한 자료에 따르면, 그것은 도달 할 수있다 255 Tbps, 멀리 떨어진 곳에서도 1000 km.
광섬유의 발전:
파도의 움직임 광섬유는 XIX 세기 후반에 연구, 그러나 필요한 기술은 여전히 부족했습니다.. 음성 신호를 전송하는 최초의 광 전화 시스템은 초기에 미국에서 특허를 받았습니다. 1934, 그러나 파도는 섬유의 입구에서 몇 미터 후에 이미 감쇠됩니다.. 상황을 바꾸려면 1970, 발견되면 기재, 충분히 낮은 손실 보장 (17 dB / km), 다음 2 년 동안 그의 작업은 이미 4 사용 된 석영 유리 생산에서 처음으로 dB / km, 그러나 그것은 forcincinnati를 추가하기 시작했습니다, 알루미늄 및 칼 코게 나이드 재료, 굴절률이 가까운 1.5.
이제 플라스틱의 개선과 최적화가 있습니다. 광섬유 코어 및 polimetilmetakrilata vtorpolimermash 쉘. 예상되는 감쇠량은 기존보다 더 낮습니다.. 또한, 기술 지표를 개선하기 위해 원형 및 동심원 섬유로 어려움을 겪기 시작했습니다., 가능한 꼬임과 염좌, 프로파일의 최적 구조 선택 프로세스 시작. 다른 제조업체에는 이미 수많은 수정 사항이 있습니다. 섬유, 따라서 올바른 선택을 위해서는 내부 구조와 분류를 아는 것이 중요합니다..
광섬유의 구조와 디자인:
물품 제조시 광섬유를 생성하는 기존의 다양한 기술에도 불구하고 세 가지 주요 단계를 할당 할 수 있습니다.. 첫 번째는 원하는 프로파일과 굴절률을 가진 막대 형태의 블랭크를 만듭니다.. 1 초 동안 늘어나서 보호용 껍질이됩니다.. 세 번째 (필요하다면) 섬유에 강화 및 보호 적용 코팅 (완충기). 제조시 광섬유에서 목표 굴절률을 얻기 위해 다양한 첨가제를 첨가 할 수 있습니다: 티탄, 인, 게르마늄, 붕소, 등.
내부 코어와 쉘의 기하학적 치수가 주어지면, 그리고 그들 사이의 거리, 수신 된 광 전도체는 단일 모드 일 수 있습니다. (하나의 주 모드 만 전달) 및 다중 모드 (다양한 공간 모드 이동). 통신에 사용되는 광섬유는 다음과 같은 범주로 나뉩니다.:
– 석영 단일 모드;
– 석영 멀티 모드;
– 플라스틱 및 폴리머 (POF);
– 폴리머 껍질의 석영 (HCS).
단일 모드 스레드에서 굽힘시 작은 손실, 장거리에 최적화 된 다중 모드, 폴리머가 더 기능적입니다, 석영은 상당히 저렴합니다. 섬유 프로파일이 중앙로드의 단면에서 동일한 굴절을 갖는 경우, 그는 밟았다. 굴절이 코어의 중심에서 쉘로 점차 감소하면 프로파일 기울기가됩니다.. 그레이 디드 인덱스 섬유의 굴절은 포물선을 가질 수 있습니다., 삼각형과 부서진 구조. 다른 종류가 있습니다 섬유, 덜 자주 발생.
광파가 이동하는 동안 광학 필라멘트에서 감쇠 및 분산. 이 방사선은 범위의 전자기 스펙트럼을 차지합니다. 100 nm – 1 mm, 그러나 실제로, 정보 근적외선에서 더 자주 전송됩니다. (760-1600 nm) 그리고 보이는 (380-760 nm) 범위. 낮은 투명도 창의 감쇠 영역. 근적외선에서 3 개: 850, 1310 과 1550 nm. 섬유 종류에 따라 약간 씩 다를 수 있습니다., 그러나 그들에게는 정보 신호를 전송하는 것이 가장 좋습니다..
엔지니어링 네트워크에서 광학 양자 레이저의 방사원 역할을합니다., 작은 거리 – LED. 좁게 초점을 맞춘 일관된 방사선의 단색 빔은 전자기의 광범위한 연속 주파수 스펙트럼을 생성합니다.. 광 신호를 전기로 변환하는 수신기로 p-in 및 avalanche 포토 다이오드를 사용합니다.. 광학의 매개 변수 섬유 엄격한 인증을 받았습니다.: 코어 싱글 모드 광섬유의 직경은 9 ± 1 µm입니다., 다중 모드 광섬유 – 50, 62.5, 120, 980 µm, 껍질은 125 ± 1이고 490, 1000 µm, 각기.
단일 모드 광섬유:
단일 모드 광섬유 보다 안정적인 신호와 고속 데이터 전송을 제공합니다., 하지만 멀티 모드보다 더 강력하고 값 비싼 광원이 필요합니다.. 또한 그들은 매우 좁은 광학 채널입니다., 설치의 복잡성이 크게 증가합니다., 또한 miodowy 분산을 제거합니다.. 단일 모드 스레드에서, 세 가지 하위 범주가 있습니다:
– 편향되지 않은 분산 속도 (SM, SMF) 가장 흔한;
– 분산 이동이있는 정상 (DS, DSF) 최소 감쇠가있는 세 번째 투명도 창의 방향에서 0이되는 경향이 있습니다.;
– 비제로 분산이 이동 된 표준 (뉴질랜드, NZDS, NZDSF) 여러 파장을 전송하도록 최적화.
다중 모드 광섬유:
다중 모드 광섬유 최고의 성능이 특징입니다 이전 근거리 데이터, 고속 및 넓은 대역폭. 그것, 단일 모드와 달리, 기술의 한계에 거의 도달 한 곳, 계속 개선. 그 코어는 큰 직경을 가지고 있습니다., 추가적인 굴절을 제공합니다, 분산은 반사 각도가 다른 여러 모드의 전파에서 발생하는 왜곡을 줄입니다.. 결국, 위의 요인의 영향으로 이러한 스레드의 광 펄스는 직사각형에서 벨로 변환됩니다..
재료 특징 및 작동 규칙:
광학 대역폭 섬유 감쇠에 따라 달라집니다 (손실) 및 분산. 이러한 매개 변수를 줄이면 신호의 강제 재생 지점 사이의 거리를 늘릴 수 있습니다.. 손실은 내부 및 외부 요인이라고 할 수 있습니다.. 첫 번째는 코어로드의 이질성입니다. (핵심) 제품의, 굴절이 특징, 재료 및 구성 요소 불순물의 자기 흡수. 두 번째는 비틀 때 발생합니다., 나사산의 뒤틀림 및 굽힘.
따라서, 기술 조건은 엄격하게 적용 규칙을 조정합니다., 그룹화, 섬유의 유지. 과도한 외부 기계적 충격은 미세 골절을 유발하고 쉘의 무결성을 손상시킬 수 있습니다., 그러면 스레드에 고르지 않은 내부 반사가 발생합니다.. 필라멘트 제조 공정에서 재료의 균질성과 불순물의 균일 한 분포를 모니터링하는 것도 중요합니다., 서로 다른 주파수에서 공명 가능.
작업 광학 섬유 서비스 직원에게 엄격한 요구 사항을 부과. 가장 중요한 것은 커넥터의 청결과 필요한 연결의 품질입니다.. 대중적인 오해와는 달리, 광섬유의 가장 큰 문제는 종종 수소 부식입니다.. 접촉 광 결합은 시간에 지연됩니다., 하지만 이미 돌이킬 수없는 결과, 실이 속성을 잃고 완전히 망가진. 잘못된 연결로 인해 섬유는 습기를 흡수하고 동시에 전송 신호의 추가 감쇠 손실에 기여하는 영역이 될 수 있습니다..
광섬유의 장점:
오늘, 섬유를 사용하는 모든 프로젝트는 집중적 인 개발을받습니다.. 가장 먼저, 그것은 FOL (FOL), 컴퓨터 네트워크, 비디오 감시 및 액세스 제어, 어디 “광학” 모든 위치에서 지배하게되었습니다. 무단 간섭을 사실상 제거했습니다., 선이 타지 않을 것입니다, 산화되지 않음, 용해되지 않음, 데이터 전송시 더 큰 속도와 대역폭 제공. 간섭을 두려워하지 않으며 전자기장은 단락의 영향을받지 않습니다., 환경에 아무것도 방출하지 마십시오.
광섬유 사용:
광섬유 전압을 측정하는 센서로 사용, 온도, 압력 및 기타 매개 변수. 컴팩트하고 추가 지원이 필요하지 않습니다., 고온을 견디다 (반도체 프로토 타입과 비교하여). 아크 보호를 수행하는 장치에 배치됩니다.. 또한 지진 및 소나 장치 용 수중 청음기, 자동차 및 우주선 용 레이저 자이로 스코프.
덕분에 광섬유 간섭계 센서가 작동 중입니다., 제어 자기장 및 전기장, 실험실 내시경. 어려운 영역에서 커버리지를 준비 할 수 있습니다., 원하는 위치에 태양 광 및 인공 조명 비추기. 드디어, 섬유는 다양한 스펙트럼 영역에서 이미지를 형성하는 데 도움이됩니다.. 이 원칙에 대해, 현대 무기 개발, 항공 모함 크기의 목표 더미를 만들고 방향을 잃은 레이더 감시.
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