Optisk fiber, singlemode og multimode fiber
Fiberoptisk, enkeltmodus og multimodefiber.
Fiberoptisk leder er elektromagnetisk stråling lysbølger (mod) gjenspeiles i bevegelsen fra veggene og kjernen (stilk).
Strukturen og utformingen av optiske fibre
Single-mode fiber. Multimode fiber
Materielle egenskaper og driftsregler
Fiberoptisk:
Utviklingen av moderne teknologi og studiet av egenskapene til lysbølger gjorde det mulig å skape et kvalitativt nytt miljø som transporteres optisk stråling. Guider for hennes stålbølgeledere som har et sirkulært tverrsnitt med en uvanlig liten diameter, lik bare noen få nm (nesten som menneskehår). Disse gjennomsiktige tynne trådene kalt optiske fibre, og det er det som overføres nå, mesteparten av informasjonen i moderne kommunikasjonsnettverk.
I motsetning til optisk fiber, den optiske fiberen leder er lysbølger med elektromagnetisk stråling (mod) gjenspeiles i bevegelsen fra veggene og kjernen (stilk). På grunn av den enorme båndbredden og hastigheten til databevegelsen, hvert år finner produktene bred anvendelse i mange sektorer av økonomien. De brukes til å forbedre kommunikasjonslinjene, øke prosessorkraften, løse problemer i energi- og medisinsk industri, i militære applikasjoner.
Fiberoptisk kommunikasjonslinjer (FOCL) erstatt det tradisjonelle “tvunnet par” i de viktigste telenettene på forskjellige nivåer av kompleksitet. Spredning av lys som oppstår på grunn av mangfoldet bølge flere refleksjoner fra den indre overflaten av skallet. På grunn av den lille forskjellen i brytningsindeks (Om 1%) av bølgen reflektert av kjernen i forskjellige vinkler, ikke gå utover fiberens grenser og bevege deg i den, slik at du kan overføre data med stor hastighet. I følge data innhentet fra japanske eksperter utført forskning, den kan nå 255 Tbps, selv på avstander over 1000 km.
Fremskritt av optiske fibre:
Bevegelsen av bølger i optisk fiber er studerte på slutten av XIX århundre, men den nødvendige teknologien manglet fremdeles. Det første optiske telefonsystemet som sendte talesignaler ble patentert i Amerika tidlig 1934, men bølgene er dempet allerede etter noen få meter fra fiberinngangen. Å endre situasjonen kunne bare i 1970, når funnet materialer, sikre et tilstrekkelig lavt tap (17 dB / km), og de neste to årene har arbeidet hans ført til 4 dB / km først ved produksjon av bare brukt kvartsglass, men så begynte det å legge forcincinnati, foraluminium og kalkogenidmaterialer, brytningsindeksen er nær 1.5.
Nå er det en forbedring og optimalisering av plast optiske fibre med kjerne og polimetilmetakrilata vtorpolimermash skall. Den forventede dempningen i dem en annen størrelsesorden lavere enn den eksisterende. Også, for å forbedre de tekniske indikatorene begynte å slite med uregelmessige og konsentrisk fiber, deres mulige vendinger, startet prosessen med å velge den optimale strukturen til profilen. Forskjellige produsenter er det allerede mange modifikasjoner på fiberen, så for et riktig valg er det viktig å kjenne den interne strukturen og klassifiseringen.
Strukturen og utformingen av optiske fibre:
Til tross for det store utvalget av eksisterende teknologier for å lage en optisk fiber ved produksjon av artikler, er det mulig å tildele tre hovedtrinn. Den første skaper et tomt i form av en stolpe som har ønsket profil og brytningsindeks. I et sekund strekker den seg og blir et beskyttende skall. På den tredje (hvis nødvendig) på fiberen påfør forsterkende og beskyttende belegg (buffer). For å oppnå målets brytningsindeks i den optiske fiberen under fremstillingen kan det tilsettes forskjellige tilsetningsstoffer: titan, fosfor, germanium, bor, etc.
Gitt de geometriske dimensjonene til den indre kjernen og skallet, og avstanden mellom dem, den mottatte optiske lederen kan være enkeltmodus (bare formidle en hovedmodus) og multimodus (flytte mange romlige moduser). Optiske fibre som brukes til telekommunikasjon er delt inn i følgende kategorier:
- kvarts enkeltmodus;
- kvarts multimode;
- plast og polymer (POF);
- kvarts i skallet av polymerer (HCS).
I enkelmodetråder små tap i svinger, multimodus optimal for store avstander, polymeren er mer funksjonell, kvarts er betydelig billigere. Når fiberprofilen har samme refraksjon over tverrsnittet av den sentrale stangen, han gikk. Når refraksjonen gradvis avtar fra sentrum av kjernen til skallet blir en profilgradient. Breking i en gradert indeksfiber kan ha en parabolsk, trekantet og ødelagt struktur. Det finnes andre varianter av fibre, forekommer sjeldnere.
Under bevegelsen av lysbølgen blir de optiske filamentene dempet og spredt. Denne strålingen opptar det elektromagnetiske spekteret i området 100 nm - 1 mm, men i virkeligheten, informasjon overføres oftere i nær-infrarød (760-1600 nm) og synlig (380-760 nm) område. Området der dempningen av vinduet med lav gjennomsiktighet. I nær infrarød tre av dem: 850, 1310 og 1550 nm. De kan variere litt for hver type fiber, men i dem er det optimalt å overføre informasjonssignaler.
I tekniske nettverk fungerer som strålekilder for optiske kvantelasere, på små avstander - lysdioder. Deres smalt fokuserte monokratiske stråler av koherent stråling skaper et bredt kontinuerlig frekvensspektrum av det elektromagnetiske. Som mottakere som konverterer det optiske signalet til elektrisk bruk p-in og lavine fotodioder. Parametere for optisk fiber er strengt sertifisert av: kjerne singlemode fiber har en diameter på 9 ± 1 µm, multimode fiber - 50, 62.5, 120, 980 µm, skallet er 125 ± 1 og 490, 1000 µm, henholdsvis.
Single-mode fiber:
Single-mode fiber gir et mer stabilt signal og høyhastighets dataoverføring, men de trenger kraftigere og dyrere lyskilder enn for multimodus-kolleger. De er også veldig smale optiske kanaler, noe som øker kompleksiteten av installasjonen betydelig, men eliminerer også miodowy varians. Fra enkeltmodus-tråder, det er tre underkategorier:
- hastighet med en upartisk avvik (SM, SMF) er de vanligste;
- normal med spredning forskjøvet (DS, DSF) i retning av det tredje gjennomsiktighetsvinduet med minimal demping har en tendens til null;
- standard med ikke-null spredning forskjøvet (NZ, NZDS, NZDSF) optimalisert for å overføre flere bølgelengder.
Multimode fiber:
Multimode fiber er preget av høyest ytelse overføre data på korte avstander, høye hastigheter og bred båndbredde. Den, i motsetning til enkeltmodus, hvor nesten nådde grensene for teknologi, fortsetter å forbedre seg. Kjernen har stor diameter, som gir ekstra brytning, spredning reduserer forvrengning som forekommer ved forplantning av flere modi med forskjellige reflekterte vinkler. Til slutt, lyspulsene i slike tråder under påvirkning av de ovennevnte faktorene konverteres fra rektangulær til bjelle.
Materielle egenskaper og driftsregler:
Båndbredden til optisk fibre er avhengig av dempningen (tap) og spredning. Enhver reduksjon av disse parametrene gjør det mulig å øke avstanden mellom punktene for tvungen regenerering av signalet. Tap kan kalles som sine egne interne og eksterne faktorer. Den første er heterogeniteten til kjernestangen (kjerne) av produktene, preget av brytning, selvabsorpsjonen av materialene og deres urenheter i komponentene. Den andre oppstår når du vrir, vridning og bøying av tråder.
Derfor, de tekniske forholdene er strengt regulerte applikasjonsregler, gruppering, og vedlikehold av fibre. Overdreven ekstern mekanisk påvirkning kan forårsake mikrobrudd og forstyrrelse av skallets integritet, og dette vil føre til ujevne interne refleksjoner i tråden. Det er også viktig å overvåke materialets homogenitet i produksjonsprosessen for filament og jevn fordeling av urenheter, i stand til å resonere ved forskjellige frekvenser.
Jobbe med optisk fibre stille strenge krav til servicepersonellet. Først og fremst er kontaktenes renslighet og kvaliteten på de nødvendige tilkoblingene. I motsetning til populære misforståelser, den største utfordringen for optiske fibre er ofte hydrogenkorrosjon. Kontaktoptisk kobling utsettes i tide, men allerede irreversible konsekvenser, der tråden mister sine egenskaper og blir fullstendig ødelagt. Dårlige tilkoblede fibre kan absorbere fuktighet og samtidig bli områder som bidrar til ytterligere dempningstap av det overførte signalet.
Fordeler med optiske fibre:
I dag, alle prosjekter som bruker fiber får intens utvikling. Først av alt, det FOL (FOL), datanettverk, videoovervåking og tilgangskontroll, hvor “optikk” har kommet til å dominere i alle stillinger. De eliminerte praktisk talt uautorisert forstyrrelse, linjene vil ikke brenne, ikke oksidert, ikke oppløst, gir større hastighet og båndbredde i dataoverføring. De er ikke redd for forstyrrelser, og elektromagnetiske felt påvirkes ikke av kortslutning, ikke slippe ut noe i miljøet.
Bruk av optiske fibre:
De optiske fibrene brukes som sensorer som måler spenning, temperatur, trykk og andre parametere. De er kompakte og krever ikke ekstra støtte, tåler høye temperaturer (i sammenligning med halvlederprototyper). De plasseres på enheten som utfører buebeskyttelse. Også basert på dem er hydrofoner for seismikk og ekkolodd, lasergyroskop for biler og romfartøy.
Takk til fiberoptisk interferometriske sensorer fungerer, det styrende magnetiske og elektriske feltet, laboratorieendoskoper. De kan ordne dekning i vanskelige områder, dirigere sol- og kunstig lys på ønsket sted. Til slutt, fiber hjelper til med å danne et bilde i forskjellige spektrale regioner. På dette prinsippet, utviklet moderne våpen, hjelper til med å lage måldukken til og med størrelsen på et hangarskip og desorientert radarovervåking.
Merk: © Foto //www.pexels.com, //Pixabay.com
