Fiber optika at application nito

Optical fibers ipakita ang isang halimbawa ng kung paano pang-agham na kaalaman ay ililipat sa teknolohikal na pag-unlad na ganap na gumawa ng buhay mas madali para sa mga karaniwang tao. Sa hilatsa optika para sa ilang taon na kaugnay sa komunikasyon ay nangangahulugan para sa Ipinapadala electrical signal. Manipis yarn laki ng isang tao na buhok ay maaaring gamitin para sa pagpapadala ng isang malawak na hanay ng mga senyas na kinakailangan upang mapatakbo ang telepono, koneksyon sa internet, TV at iba pa. D. Siyempre, dahil sa ang mataas na mga kakayahan sa pagpapatakbo ng mga hibla optika ay na-apply hindi lamang sa mga pangangailangan ng sambahayan.

signal sa pamamagitan ng isang optical fiber transmission teknolohiya

Sa sarili nito, ang paggamit ng optical fiber bilang translator signal - lamang ang pagbubunyag ng mga kaalaman na siyang nagsusuri ng pang-agham na seksyon ng hibla optika. Mga Dalubhasa sa direksyong ito ay nag-aaral ang impormasyon na transmisyon at pagpapalaganap ng liwanag, at sa parehong konteksto, ang pinagsamang light gabay. Ang huli ay ginagamit, at bilang distributor ng mundo at kung paano ang impormasyon transmitters. Siya nga pala, ayon sa mga light-emitting diodes bilang modernong mga uso sa pag-unlad ng laser teknolohiya. Sa kasong ito, gayunpaman, isa pang kawili-wiling tanong - kung ano ang phenomenon ay namamalagi sa gitna ng mga hibla optika? Pangkaraniwang bagay na ito ng mga panloob na pagmuni-muni (kabuuan) electromagnetic radiation sa dielectric hangganan pagkakaroon ng iba't ibang repraktibo mga indeks. Na pinagkakalooban ng impormasyon carrier ay nagsisilbi hindi electromagnetic signal, at isang naka-encode liwanag pagkilos ng bagay. Upang maunawaan ang mga antas ng higit na kagalingan ng fiber optic cable sa mga tradisyunal na metal ay dapat muling bumaling sa kanilang kapasidad. Nabanggit hibla sinulid na ang kapal ay hindi higit sa 0.5 mm, ay kaya ng paghahatid ng halaga ng impormasyon na magsisilbing maginoo matanso kable na may isang kapal ng lamang 50 mm.

Paraan ng pagmamanupaktura optical fiber

Mayroong dalawang pangunahing mga paraan, na kung saan ay maaaring panindang sa isang optical fiber. Ito ay ang pamamaraan ng pagpilit at melting gamit preforms. Ang unang technology ay nagbibigay-daan mababang kalidad na plastic-based na mga materyal, kaya ngayon ito ay halos hindi na ginagamit. Ang ikalawang paraan ay itinuturing na ang pangunahing at pinaka-mabisa. Ang preform - ay blangko, matatagpuan sa ang istraktura para sa pagguhit ng yarns. Sa pamamagitan ng modernong pamantayan, ang preform maaaring magkaroon ng isang taas ng hanggang sa ilang sampu-sampung metro. Sa labas, ito glass baras na may isang lapad ng tungkol sa 10 cm, mula sa kung saan ang tinunaw na core fiber. Sa proseso ng pagmamanupaktura baras kasama ang isang timpla ng mga fibers ay pinainitan sa isang mataas na temperatura, na pagkatapos ng isang umiikot na filament. Ang haba ng ang resultang materyal na maaaring maabot ng ilang kilometro, kahit na sa kasong ito ang diameter ay nananatiling pare-pareho - ang kanyang automated control pagsasaayos. Depende sa kung saan ang mga hibla optika, materyal para sa mga ito ay maaaring pre-naproseso coatings na magbigay ng pisikal at kemikal na proteksyon na ilalapat. Tulad ng para sa mga mixtures para sa yarns sa kanilang komposisyon ay karaniwang may kasamang mga materyales tulad ng polyimide, acrylate, at silicone.

Estruktural katangian ng optical fiber

Ang gitnang bahagi ng thread ay ang core - pinakadulo core ng fiber, na kung saan ay kumalat ang liwanag sa kurso ng operasyon. core ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na liwanag repraktibo mga indeks na nakakamit sa pamamagitan ng paggamit glass doped may pagbabago espesyal na additives. Halimbawa, para sa silica fibers gamit tipikal na mga bahagi tulad ng repraktibo dopant. Kaugnay nito, ang shell ang ilang mga bagay, ang pinaka-mahalaga na kung saan ay ang agarang pisikal na proteksyon ng core. bahagi na ito ay nagbibigay din ng isang repraksyon epekto, ngunit may isang minimum rate. Ang hangganan sa pagitan ng dalawang mga materyales ay bumubuo ng isang liwanag na gabay na istraktura na kung saan ay hindi nagpapahintulot ng ang lakas ng tunog sa mga pangunahing beam mapalawak nang higit sa core. Gayundin nagkakahalaga noting na ang mga pundasyon ng mga hibla optika ay tumutukoy sa uri ng mga materyal fibers. Upang maging tiyak, kami ay pakikipag-usap tungkol sa dielectric waveguides na ihatid ilaw signal.

Varieties ng optical fibers

Ang pinaka-karaniwang kuwarts, plastic at fiber flyuoridnye. Quartz yarn batay sa unti-unting mawala sa pamamagitan oxide o katulad na materyal istraktura kabilang ang doped silikon oksido. Balangkas na ito ay nagbibigay-daan sa upang makabuo ng kakayahang umangkop at mahaba fibers, nailalarawan at siyang kinatunawan ng mataas na mekanikal lakas. Plastic-optika hibla na ginawa mula sa Polymer at, bilang na nabanggit, ay hindi maaaring masiguro ang mataas na mga numero ng pagganap. Sa partikular, tulad yarns ay may isang malaking porsyento ng pagkawala ng data, na naglilimita sa paggamit sa demanding mga lugar. Sa kabilang dako, affordability plastic fiber mapigil ang demand para sa materyal na ito sa mga direksyon oriented na consumer segment. Tulad ng para sa flyuoridnyh optical materyales, ang kanilang pundasyon ay batay sa fluorozirconate at fluoroaluminate baso. Ito ay lubos na makabagong at technologically advanced na mga solusyon para sa optical komunikasyon, ngunit ang nilalaman ng mabibigat na riles sa istraktura rin ang humahadlang sa kanilang paggamit, halimbawa, sa industriya ng healthcare.

Pagsukat kagamitan para sa fiber

Ang pinaka-karaniwang mga kagamitan na ginagamit sa mga hanay ng optical fiber at sensors ay Bragg gratings. Fiber optic sensors - isang aparato inilaan para sa pag-aayos ng ilang mga halaga na magpakilala sa estado ng materyal sa sandaling ito. Halimbawa, iba't-ibang mga sensor ay maaaring matukoy ang strain, temperatura, panginginig ng boses, presyon, at iba pang mga variable. Bragg kayod sa kanyang pag-andar na ito ay mas malapit sa optical katangian. Ito ay kinukuha sa fiber core repraktibo aperiodic gulo. Pagsukat na ito ay nagbibigay-daan upang matukoy kung paano hibla optika ay epektibo sa pag-broadcast signal sa ilang mga pangyayari. Gayundin, espesyalista gumamit ng isang OTDR, ang registration figure pagwawaldas at paglaban.

Optical fiber amplifiers at Laser

Ito ang pinaka-advanced na mga produkto, na kung saan ay binuo batay sa mga teknolohiya ng mga hibla optika. Hindi tulad ng iba pang mga uri ng mga lasers, ang paggamit ng optical hibla ay nagbibigay-daan compact at sabay na mahusay appliances. Sa partikular, hibla optika teknolohiya ay papalitan ang klasikong laser device dahil sa mga sumusunod na kalamangan:

• Ang kahusayan ng init pag-alis.
• Tumaas na mga rate ng output radiation.
• Pumping kahusayan.
• Mataas na pagiging maaasahan at katatagan ng laser.
• Mababang timbang equipment.

Kaugnay nito, ang mga amplifiers depende sa uri ay maaaring magamit sa bahay networking linya, ang pagtaas ng antas ng pagganap sa mga pangunahing fiber linya. Gayunpaman, ang saklaw ng operasyon ng fiber ay nagkakahalaga ng isinasaalang-alang nang mas detalyado.

Bakit gagamit ng fiber optics?

ang ilang mga direksyon, na kung saan ay gumagamit ng fiber-optic materyales ay maaaring makilala. Ito ay ang kalipunan ng mga domestic mga aplikasyon, telekomunikasyon kagamitan, at computer kagamitan, pati na rin ang mataas na nagdadalubhasang niches, kabilang ang ilang mga sangay ng medisina. espesyal na hibla optika ay ginawa para sa bawat isa sa mga segment. Gamitin bilang standard media TV transmission o Internet signal, halimbawa, limitadong cheap plastic modelo ng daluyan kalidad. Ngunit para sa laser kagamitan at mga mamahaling medikal na aparato ay gumagamit ng mataas na kalidad kuwarts hibla ibinigay bilang karagdagang modifier.

Ang paggamit ng optika hibla sa medisina

Ang ganitong mga fibers ay maaaring gamitin sa mga medikal na kagamitan at mga instrumento. Ang karaniwang pamamaraan ay nagsasangkot ng ang posibilidad ng pagpapasok ng isang espesyal na kasangkapan sa refracted liwanag fibers na ay mayroon na sa organ ng katawan ay maaaring magpadala ng isang senyas sa isang panlabas na television camera. Hibla optika ay ginagamit sa medisina at bilang isang materyal sa pag-iilaw. Patakaran ng pamahalaan nilagyan ng fiber modules hayaan kang painlessly upang i-highlight ang tiyan lukab, nasopharynx, etc.

Ang paggamit ng mga hibla optika sa computer na kagamitan

Marahil ito ay ang pinaka-karaniwang niche, na kung saan ay natagpuan ang kanyang lugar fiber. Nang walang ito ngayon ay hindi maaaring gawin ang mga link sa pagitan ng mga indibidwal na mga aparato na magpadala ng impormasyon. Of course, ito ay naaangkop sa mga lugar kung saan ito ay imposible o hindi naaangkop na gumamit ng wireless na koneksyon, na kung saan ay din aktibong pinapalitan cable bilang ganito. Halimbawa, ang pinakamalaking telekomunikasyon kumpanya ay kalye ang interregional gulugod network, na kung saan ay gumagamit ng hibla optika. Ang paggamit ng mga channels para sa mga kagamitan sa paligid at maginoo telekomunikasyon serbisyo nagpapahintulot sa mga user upang i-optimize ang mga pinansiyal na mga gastos ng pagpapanatili ng imprastraktura sa network, pati na rin dagdagan ang kahusayan ng paghahatid ng data.

disadvantages ng fiber

Sa kasamaang palad, optic strands ay hindi maaaring gawin nang walang kahinaan. Kahit na ang nilalaman ng naturang mga pag-post ay mas mura, hindi sa banggitin ang kakulangan ng pangangailangan para sa madalas na mga update, ang gastos ng mga materyales ay mas mataas kaysa sa katapat na metal. Sa karagdagan, hibla optika at ang paggamit nito sa medisina ay lubhang limitado dahil sa mga nilalaman sa ilang mga alloys ng lead at zirconium impurities, nakakalason ipagsapalaran sa mga tao. Talaga ito silbi sa ang pinakamataas na mga modelo na kalidad ng salamin, hindi plastkovyh.

Produksyon ng optical fiber sa Russia

Bilang bahagi ng pagpapalit program import sa 2015, ang factory "Fiber optic system" ay binuksan sa Mordovia. Ito ay ang tanging enterprise sa Russia, kung saan sa sandaling ito bilang malayo hangga't maaari sinusubukan upang matugunan ang mga pangangailangan ng mga domestic consumer sa optical fiber. Sa pamamagitan ng 2015, ang Russian industriya ay din ay nakikibahagi sa pagmamanupaktura ng fiber optic materyales, ngunit lamang sa loob ng ilang mga naka-target na mga proyekto. Ang parehong uri ng sitwasyon ay patuloy ngayon. Kung ang isang tiyak na kumpanya ay nangangailangan ng hibla optika at ang paggamit nito sa gamot at sa larangan ng mga pasilidad ng telekumunikasyon ay pananalapi nabigyang-katarungan, at pagkatapos ay may mga isang pulutong ng mga pabrika ay handa na magtrabaho sa naturang espesyal na mga order paisa-isa. Gayunman, ang mass produksyon ng parehong cable mula sa hibla lamang Mordovia halaman ay gagana sa malapit na hinaharap. Bukod dito, habang siya ay hindi magagawang upang matustusan ang merkado sa alinsunod sa dami ng demand. Ang isang makabuluhang bahagi ng produksyon ay pa rin ang binili sa Estados Unidos at Japan. Kahit domestic produkto ay manufactured sa imported na hilaw na materyales.

konklusyon

Fiber optic produkto nabuo bilang isang segment ng merkado ay mayroon tungkol sa 15-20 taon. Sa paglipas ng mga taon, ang mga mamimili ay able sa pinasasalamatan ang dignidad ng bagong cable, ngunit pag-unlad ay hindi pa rin tumayo. Sa pamamagitan ng pagtaas ng mga teknikal at pisikal na katangian at palawakin ang application ng ang materyal. Ang pinakabagong optical fiber batay sa Nanotechnology, sa partikular, ay aktibong ginagamit sa langis at gas industriya at pagtatanggol industriya. Kaugnay nito, nonlinear optika hibla bubuo habang lamang ng haka-haka, ngunit napaka-promising lugar ng teknolohiya. Kabilang dito ang compression ng laser pulses, optical solitons, ultra-maikling optical radiation, atbp Ito ay kitang-kita na bilang karagdagan sa teoretikal na pag-aaral na may ang posibilidad ng pagbubukas at sa loob ng isang mahigpit na pang-agham na kaalaman, ang mga bagong developments at payagan ang merkado upang gumawa ng bagong alok sa mga customer ng mga iba't ibang mga antas.