Glasvezel, singlemode en multimode glasvezel
Glasvezel, single-mode en multimode glasvezel.
Vezeloptische geleider zijn elektromagnetische straling lichtgolven (mod) weerspiegeld in de beweging van hun muren en kern (stam).
Vooruitgang van optische vezels
De structuur en het ontwerp van optische vezels
Single-mode glasvezel. Multimode glasvezel
Materiële kenmerken en bedieningsregels
Het gebruik van optische vezels
Glasvezel:
De ontwikkeling van moderne technologie en de studie van de eigenschappen van lichtgolven hebben het mogelijk gemaakt om een kwalitatief nieuwe omgeving te creëren die transporteert optisch straling. Gidsen voor haar stalen golfgeleiders met een cirkelvormige dwarsdoorsnede met een ongebruikelijk kleine diameter, gelijk aan slechts enkele nm (bijna als mensenhaar). Deze transparante dunne strengen worden optische vezels genoemd, en dat is wat er nu wordt uitgezonden, de meeste informatie in moderne communicatienetwerken.
In tegenstelling tot optische vezels, de optische vezel geleider zijn elektromagnetische straling lichtgolven (mod) weerspiegeld in de beweging van hun muren en kern (stam). Vanwege de enorme bandbreedte en snelheid van gegevensverplaatsing, elk jaar vinden de producten een brede toepassing in vele sectoren van de economie. Ze worden gebruikt om de communicatielijnen te verbeteren, het vergroten van de verwerkingskracht, oplossen van problemen in de energie- en medische industrie, in militaire toepassingen.
Glasvezel communicatielijnen (FOCL) vervang het traditionele “twisted pair” in de belangrijkste telecommunicatienetwerken van verschillende complexiteitsniveaus. De verspreiding van licht die optreedt als gevolg van het veelvoud Golf meerdere reflecties van het binnenoppervlak van de schaal. Vanwege het kleine verschil in brekingsindex (over 1%) van de golf gereflecteerd door de kern onder verschillende hoeken, ga niet buiten de grenzen van de vezel en beweeg erin, waardoor u gegevens met grote snelheid kunt overbrengen. Volgens de gegevens verkregen van Japanse experts is er onderzoek gedaan, het kan bereiken 255 Tbps, zelfs op afstanden 1000 km.
Vooruitgang van optische vezels:
De beweging van golven in optische vezels zijn studeerde aan het einde van de 19e eeuw, maar de nodige technologieën ontbraken nog. Het eerste optische telefoonsysteem dat spraaksignalen uitzendt, werd in het begin van Amerika gepatenteerd 1934, maar de golven zijn al gedempt na een paar meter vanaf de ingang van de vezel. Om de situatie te veranderen kon alleen in 1970, wanneer gevonden materialen, zorgen voor een voldoende laag verlies (17 dB / km), en voor de komende twee jaar heeft zijn werk al geleid tot 4 dB / km op de eerste plaats bij de productie van alleen gebruikt kwartsglas, maar toen begon het forcincinnati toe te voegen, voor aluminium en chalcogenide materialen, waarvan de brekingsindex dichtbij is 1.5.
Nu is er een verfijning en optimalisatie van plastic optische vezels met kern en polimetilmetakrilata vtorpolimermash schaal. De verwachte verzwakking in hen een andere orde van grootte lager dan de bestaande. Ook, om de technische indicatoren te verbeteren, begon het te worstelen met niet-ronde en concentrische vezels, hun mogelijke wendingen en verstuikingen, begon het proces van het selecteren van de optimale structuur van het profiel. Verschillende fabrikanten zijn er al tal van modificaties aan de vezel, dus voor een juiste keuze is het belangrijk om de interne structuur en classificatie te kennen.
De structuur en het ontwerp van optische vezels:
Ondanks de grote verscheidenheid aan bestaande technologieën om een optische vezel te creëren bij de vervaardiging van artikelen, is het mogelijk om drie hoofdfasen te verdelen. De eerste creëert een blanco in de vorm van een staaf met het gewenste profiel en de brekingsindex. Even rekt het uit en wordt het een beschermende schaal. Op de derde (indien nodig) op de vezel versterkend en beschermend aanbrengen coating (buffer). Om de beoogde brekingsindex in de optische vezel bij de vervaardiging te verkrijgen, kunnen verschillende additieven worden toegevoegd: titanium, fosfor, germanium, boor, enzovoort.
Gezien de geometrische afmetingen van de binnenkern en schaal, en de afstand tussen hen, de ontvangen optische geleider kan single-mode zijn (die slechts één hoofdmodus overbrengt) en multi-mode (verplaats talrijke ruimtelijke modi). Optische vezels die worden gebruikt voor telecommunicatie, zijn onderverdeeld in de volgende categorieën:
- quartz single-mode;
- quartz multimode;
- kunststof en polymeer (POF);
- kwarts in de schil van polymeren (HCS).
Bij single-mode schroefdraad kleine verliezen bij bochten, multi-mode optimaal voor grote afstanden, het polymeer is functioneler, kwarts is aanzienlijk goedkoper. Wanneer het vezelprofiel dezelfde breking heeft over de dwarsdoorsnede van de centrale staaf, Hij stapte. Wanneer de breking geleidelijk afneemt van het centrum van de kern naar de schaal, wordt het een profielgradiënt. Breking in een vezel met een gegradeerde index kan een parabolische hebben, driehoekige en gebroken structuur. Er zijn andere varianten van vezels, komen minder vaak voor.
Tijdens de beweging van de lichtgolf worden de optische filamenten gedempt en verspreid. Deze straling bezet het elektromagnetische spectrum in het bereik 100 nm - 1 mm, maar in werkelijkheid, informatie wordt vaker uitgezonden in het nabij-infrarood (760-1600 nm) en zichtbaar (380-760 nm) bereik. Het gebied waar de verzwakking van het venster met lage transparantie. In het nabij-infrarood drie ervan: 850, 1310 en 1550 nm. Ze kunnen voor elk type vezel enigszins variëren, maar in hen is het optimaal om informatiesignalen te verzenden.
In engineering dienen netwerken als stralingsbronnen van optische kwantumlasers, op kleine afstanden - LED's. Hun nauw gefocusseerde monochromatische bundels van coherente straling creëren een brede continue frequentiespectra van het elektromagnetische. Als ontvangers die het optische signaal in elektrisch omzetten, gebruiken de p-in en lawinefotodiodes. Parameters van optische vezel is strikt gecertificeerd door: kern singlemode vezel heeft een diameter van 9 ± 1 µm, multimode glasvezel - 50, 62.5, 120, 980 µm, de schaal is 125 ± 1 en 490, 1000 µm, respectievelijk.
Single-mode glasvezel:
Single-mode glasvezel zorgt voor een stabieler signaal en snelle gegevensoverdracht, maar ze hebben krachtigere en duurdere lichtbronnen nodig dan voor tegenhangers met meerdere modi. Ze zijn ook erg smal optisch kanaal, wat de complexiteit van de installatie aanzienlijk verhoogt, maar elimineert ook miodowy variantie. Van single-mode threads, er zijn drie subcategorieën:
- snelheid met een onbevooroordeelde variantie (SM, SMF) zijn de meest voorkomende;
- normaal met verschoven spreiding (DS, DSF) in de richting van het derde transparantievenster met minimale verzwakking neigt naar nul;
- standaard met verschoven dispersie die niet gelijk is aan nul (NZ, NZDS, NZDSF) geoptimaliseerd om meerdere golflengten uit te zenden.
Multimode glasvezel:
Multimode glasvezel wordt gekenmerkt door de hoogste prestaties overdracht gegevens over korte afstanden, hoge snelheden en brede bandbreedte. Het, in tegenstelling tot de enkele modus, waar bijna de grenzen van de technologie bereikten, blijft verbeteren. De kern heeft een grote diameter, wat zorgt voor extra breking, dispersie vermindert de vervorming die optreedt bij de voortplanting van verschillende modi met verschillende gereflecteerde hoeken. Uiteindelijk, de lichtpulsen in dergelijke draden worden onder invloed van bovenstaande factoren omgezet van rechthoekig naar bel.
Materiële kenmerken en bedieningsregels:
De bandbreedte van optische vezels is afhankelijk van de verzwakking (verlies) en dispersie. Elke vermindering van deze parameters maakt het mogelijk om de afstand tussen de punten van de geforceerde regeneratie van het signaal te vergroten. Verliezen kunnen worden genoemd als hun eigen interne en externe factoren. De eerste is de heterogeniteit van de kernstaaf (kern) van de producten, gekenmerkt door zijn breking, de zelfopname van de materialen en hun onzuiverheden. De tweede treedt op bij draaien, kromtrekken en buigen van draden.
Daarom, de technische voorwaarden strikt reglementiert toepassingsregels, groepering, en onderhoud van vezels. Overmatige externe mechanische impact kan microfracturen en verstoring van de integriteit van de schaal veroorzaken, en dit zal ongelijke interne reflecties in de draad veroorzaken. Het is ook belangrijk om de homogeniteit van het materiaal in het fabricageproces van filament en de uniforme verdeling van onzuiverheden te controleren, in staat om op verschillende frequenties te resoneren.
Werk met optisch vezels hoge eisen stellen aan het servicepersoneel. Eerst en vooral is de netheid van de connectoren en de kwaliteit van de benodigde verbindingen. In tegenstelling tot populaire misvattingen, de grootste uitdaging voor optische vezels is vaak waterstofcorrosie. Contact optische koppeling wordt uitgesteld in de tijd, maar nu al onomkeerbare gevolgen, waarin de draad zijn eigenschappen verliest en volledig verwoest wordt. Slechte verbinding gemaakte vezels kunnen vocht opnemen en worden tegelijkertijd gebieden die bijdragen aan extra dempingsverliezen van het uitgezonden signaal.
Voordelen van optische vezels:
Vandaag, alle projecten die glasvezel gebruiken, worden intensief ontwikkeld. Allereerst, het FOL (FOL), computer netwerken, videobewaking en toegangscontrole, waar “optiek” is gaan domineren in alle posities. Ze elimineerden vrijwel ongeoorloofde interferentie, de lijnen zullen niet branden, niet geoxideerd, niet opgelost, zorgen voor meer snelheid en bandbreedte bij datatransmissie. Ze zijn niet bang voor interferentie en elektromagnetische velden worden niet beïnvloed door kortsluiting, stoot niets uit in het milieu.
Het gebruik van optische vezels:
De optische vezels gebruikt als sensoren die spanning meten, temperatuur-, druk en andere parameters. Ze zijn compact en hebben geen extra ondersteuning nodig, tolereren hoge temperaturen (in vergelijking met halfgeleiderprototypes). Ze worden op het apparaat geplaatst en bieden boogbescherming. Ook hierop zijn gebaseerd hydrofoons voor seismische en sonarapparatuur, lasergyroscopen voor auto's en ruimtevaartuigen.
Dankzij glasvezel interferometrische sensoren werken, het controlerende magnetische en elektrische veld, laboratorium endoscopen. Ze kunnen dekking in moeilijke gebieden regelen, het richten van zonne- en kunstlicht op de gewenste locatie. Tenslotte, fiber helpt bij het vormen van een afbeelding in verschillende spectrale gebieden. Op dit principe, ontwikkelde moderne wapens, helpen om de doeldummy te maken, zelfs zo groot als een vliegdekschip, en desoriënterende radartoezicht.
Notitie: © Foto //www.pexels.com, //pixabay.com
