Fibër optikë dhe zbatimi i saj

Fibra optike tregojnë një shembull se si njohuritë shkencore është transferuar në progresin teknologjik që në fund të fundit e bëjnë jetën më të lehtë për njeriun të përbashkët. Me fibër optikë për disa vjet e komunikimit lidhur do të thotë për transmetimin e sinjaleve elektrike. Madhësia e hollë fije e një fije floku të njeriut mund të përdoret për transmetimin e një gamë të gjerë të sinjaleve që janë të nevojshme për të vepruar në telefon, lidhje interneti, TV dhe kështu me radhë. D. natyrisht, për shkak të aftësive të larta operative të fibrave optikë është aplikuar jo vetëm për nevojat e familjes.

sinjalizojë përmes një teknologji optike të transmetimit fibër

Në vetvete, përdorimi i fibrave optike si një sinjale translator - vetëm zbulimin e dijes e cila shqyrton seksionin shkencor e fibrave optikë. Specialistët në këtë drejtim janë duke studiuar, transmetimin dhe përhapjen e dritës, dhe në të njëjtin kontekst, udhëzon kombinuara të lehta. Këto të fundit janë përdorur, dhe si shpërndarësit e botës dhe si transmetues informacionit. Nga rruga, në bazë të dritë-emitting diodes si trendet bashkëkohore të zhvillimit të teknologjisë lazer. Në këtë rast, megjithatë, një pyetje tjetër interesante - çfarë fenomen qëndron në zemër të fibër optikë? Ky fenomen i brendshëm reflektimi (totale) rrezatimi elektromagnetik në kufijtë dielektrike që kanë tregues të ndryshëm thyes. Ku informacion transportuesi shërben jo sinjal elektromagnetik, dhe një fluks koduar lehta. Për të kuptuar shkallën e superioritetit të kabllot e fibrave optike të metalit tradicionale duhet edhe njëherë të kthehet në kapacitetin e tyre. përmendur tashmë fije fije trashësi të cilit nuk është më shumë se 0.5 mm, është i aftë për të dhënë sasinë e informacionit që do të shërbejë instalime elektrike konvencionale bakrit me një trashësi prej vetëm 50 mm.

Metodat e prodhimit fibër optike

Ka dy metoda kryesore, të cilat mund të jenë prodhuar në një fibër optike. Kjo është teknikë e nxjerrje dhe shkrirjes përdorur preforms. teknologji e parë lejon plastike me bazë materiale me cilësi të ulët, kështu që sot ajo është praktikisht nuk përdoret. Metoda e dytë është konsideruar kryesor dhe më efikase. Paraformoj - është bosh, të vendosura në strukturën për të tërhequr fije. Sipas standardeve moderne, paraformoj mund të ketë një lartësi prej deri në disa dhjetëra metra. Jashtmi, ky rod xhami me nje diameter prej rreth 10 cm, nga të cilat të shkrirë fibra bazë. Në procesin e prodhimit shufra së bashku me një përzierje e fibrave është ndezur në një temperaturë të lartë, pas të cilit një tjerrje filamente. Gjatësia e materiale, që rrjedhin mund të arrijnë disa kilometra, edhe pse në këtë rast diametër mbetet konstante - përshtatje e saj të automatizuar të kontrollit. Varësisht nga ku fibër optikë, material për këtë mund të jetë veshje që ofrojnë mbrojtje fizike dhe kimike që do të zbatohen para-përpunuara. Sa për përzierjet për fijeve në përbërjen e tyre zakonisht përfshin materiale të tilla si polyimide, akrilat, dhe silikoni.

Karakteristika strukturore të fibër optike

Pjesa qendrore e fije është thelbi - thelbi shumë e fibra, e cila do të përhapet drita në rrjedhën e operacionit. Thelbi karakterizohet nga indekset e larta të lehta refraktive që është arritur duke përdorur xhami doped me aditive speciale modifikim. Për shembull, për fibrat silicë duke përdorur komponente tipike të tilla si Dopant thyes. Nga ana tjetër, shell bën disa gjëra, më e rëndësishme e të cilave është mbrojtja e menjëhershme fizike të bërthamës. Kjo pjesë gjithashtu ofron një efekt të thyerjes, por me një normë minimale. Kufiri midis dy materialeve formon një strukturë të lehta udhëzues i cili nuk lejon vëllimi i rrezes kryesore shtrihen përtej thelbin. Gjithashtu vlen të përmendet është se themelet e fibër optikë referohet varieteteve të fibrave materiale. Për të qenë të saktë, ne po flasim për waveguides dielektrike që transmetojnë sinjale të lehta.

Varieteteve të fibrave optike

Kuarc më të zakonshme, plastike dhe fibra flyuoridnye. fill kuarc në bazë të shkrihet me oksid ose strukture ngjashme material përfshirë oksid silici dopuar. Kjo kornizë mundëson për të prodhuar fibra fleksibile dhe të gjatë, karakterizuar dhe ku forca të lartë mekanike. optikë plastike-fibër bërë nga polimere dhe, siç u përmend tashmë, nuk mund të sigurojnë shifra të lartë të performancës. Në veçanti, fijeve të tilla kanë një përqindje të madhe të humbjes së të dhënave, e cila kufizon përdorimin e tyre në zonat e kërkuar. Nga ana tjetër, fibër përballueshmërinë plastike e mban kërkesën për këtë material në drejtime të orientuara segment të konsumit. Sa për materialet flyuoridnyh optike, themeli i tyre është i bazuar në syzet fluorozirconate dhe fluoroaluminate. Ajo është zgjidhje mjaft moderne dhe të avancuar teknologjikisht për komunikimin optik, por përmbajtja e metaleve të rënda në strukturën gjithashtu parandalon përdorimin e tyre, për shembull, në industrinë e kujdesit shëndetësor.

pajisjet matëse për fibra

Pajisjet më të zakonshme të përdorura në grupe të fibër optike dhe sensorë janë gratings Bragg. Fibra sensorë optike - një pajisje të destinuara për fiksimin e disa vlerave që karakterizojnë gjendjen e materialit në këtë moment. Për shembull, sensorë të ndryshme mund të përcaktojë tendosje, temperaturë, dridhje, presion, dhe variablave të tjera. Bragg bezdisshëm në funksionin e saj ajo është më afër me karakteristikat optike. Ajo kap në fibra kryesore shqetësim thyes aperiodic. Kjo matje mundëson për të përcaktuar se si fibër optikë janë efektive në sinjal transmetimit në rrethana të caktuara. Gjithashtu, specialistët përdorin një OTDR, shifrat e regjistrimit shpërndarje dhe rezistencë.

amplifiers optike fibër dhe lazer

Kjo është e produkteve më të avancuara, të cilat janë zhvilluar në bazë të teknologjisë së fibrave optikë. Ndryshe nga llojet e tjera të lazer, përdorimi i filamente optike mundëson kompakt dhe në të njëjtën kohë pajisjeve efikase. Në veçanti, fibër optikë teknologjia ka zëvendësuar pajisjet klasike lazer për shkak të përparësitë e mëposhtme:

• Efikasiteti i heqjes së ngrohjes.
• Rritja e normave të rrezatimit prodhimit.
• Pompimit efikasitetit.
• besueshmërisë së lartë dhe stabilitetin e lazer.
• pajisje peshë të ulët.

Nga ana tjetër, amplifiers në varësi të llojit të mund të përdoret në linjat e rrjeteve në shtëpi, duke rritur nivelin e performancës linjën kryesore fibër. Megjithatë, qëllimi i funksionimit të fibrave është konsideruar vlerë në më shumë detaje.

Pse përdorin fibër optikë?

disa drejtime, e cila përdor materiale fibër-optike mund të identifikohen. Kjo është sfera e aplikimeve të brendshme, pajisjet e telekomunikacionit, dhe pajisje kompjuterike, si dhe guva shumë të specializuara, duke përfshirë disa degë të mjekësisë. fibër optikë të veçantë është bërë për secilin nga këto segmente. Përdoreni si media standarde të transmetimit TV apo sinjalit të internetit, për shembull, modelet e kufizuara të lirë plastike të cilësisë së mesme. Por për pajisje lazer dhe të shtrenjta pajisjet mjekësore përdorin cilësi të lartë kuarc fibra dhënë si modifikues të tjera.

Perdorimi i fibrave optikë në mjekësi

fibrave të tilla mund të përdoren në pajisje mjekësore dhe instrumentet. Teknika standarde përfshin mundësinë e futjes së një aparat të veçantë në fibrave të lehta refraktar që janë tashmë në organ të trupit mund të transmetojë një sinjal për një aparat televiziv të jashtëm. Fibër optikë është përdorur në mjekësi dhe si një material ndriçimi. Aparatet e pajisur me module fibra të ju lejojnë të painlessly të nxjerrë në pah zgavrën e barkut, nasopharynx, etj

Përdorimi i fibër optikë në pajisje kompjuterike

Ndoshta kjo është ngrohtë më e zakonshme, e cila ka gjetur vendin e saj fibra. Pa të sot nuk mund të bëjë lidhjen mes pajisjeve të veçanta që transmetojnë informacione. Sigurisht, kjo vlen për ato zona ku është e pamundur ose e papërshtatshme për t'u përdorur lidhjet pa tel, të cilat janë gjithashtu të zëvendësuar në mënyrë aktive kabllot si të tillë. Për shembull, kompanitë më të mëdha të telekomunikacionit janë të hapur rrjetin ndërrajonal shtylla kurrizore, e cila përdor fibër optikë. Përdorimi i këtyre kanaleve për pajisjet periferike dhe shërbimet konvencionale telekomunikacionit lejon përdoruesit të zgjedh shpenzimet financiare të mirëmbajtjes së infrastrukturës së rrjetit, si dhe rritjen e efikasitetit të transmetimit të të dhënave.

mangësi fibra

Për fat të keq, fillesat optike nuk mund të bëjë pa dobësitë. Edhe pse përmbajtja e postimeve të tilla është më e lirë, për të mos përmendur mungesën e nevojës për përditësime të shpeshta, kostoja e materialit është shumë më e lartë se sa homologët metalike. Përveç kësaj, fibër optikë dhe përdorimi i saj në mjekësi është jashtëzakonisht i kufizuar për shkak të përmbajtjes në disa lidhjeve të plumbit dhe zirconium papastërtitë, rrezik toksike për njerëzit. Në thelb ka të bëjë më të lartë të modeleve qelqi cilësia, jo plastkovyh.

Prodhimi i fibrave optike në Rusi

Si pjesë e programit të zëvendësimit të importit në vitin 2015, fabrika "sistemet fibër-optike" u hap në Mordovia. Ajo është ndërmarrja e vetme në Rusi, e cila në këtë moment sa më shumë të jetë e mundur duke u përpjekur për të përmbushur nevojat e konsumatorëve vendas në fibër optike. Deri në vitin 2015, industria ruse është gjithashtu e angazhuar në prodhimin e materialeve fibra optike, por vetëm në kuadër të projekteve të caktuara në shënjestër. I njëjti lloj situate vazhdon edhe sot. Nëse një kompani të caktuar do të kërkojë fibër optikë dhe përdorimin e saj në mjekësi dhe në fushën e objekteve të telekomunikacionit do të jetë i justifikuar financiarisht, atëherë ka shumë të fabrikave janë të gatshëm për të punuar me urdhër të tilla të veçanta individuale. Megjithatë, prodhimi masiv i të njëjtit kabllo nga fibra vetëm Mordovia fabrikë do të punojë në të ardhmen e afërt. Për më tepër, ndërsa ai nuk është në gjendje për të furnizuar tregun në përputhje me vëllimin e kërkesës. Një pjesë e konsiderueshme e prodhimit është ende blihet në Shtetet e Bashkuara dhe Japonia. Edhe produktet vendase janë të prodhuara në materialet e papërpunuara të importuara.

përfundim

Produktet fibra optike formuar si një segment të tregut është tashmë rreth 15-20 vjet. Gjatë viteve të konsumit ka qenë në gjendje të vlerësojmë dinjitetin e kabllove të reja, por përparimi nuk qëndrojnë ende. Me rritjen e cilësitë teknike dhe fizike dhe për të zgjeruar aplikimin e materialit. fibër optike i fundit i bazuar në nanoteknologji, në veçanti, e përdorur në mënyrë aktive në industrinë e naftës dhe industrisë së gazit dhe të mbrojtjes. Nga ana tjetër, fibër optikë jolineare zhvillon ndërsa vetëm konceptuale, por zona shumë premtuese të teknologjisë. Midis tyre janë compression e pulses lazer, solitons optike, rrezatimit optik ultra-shkurtër, etj Është e qartë se përveç studime teorike, me mundësinë e hapjes dhe brenda një njohuri rreptësisht shkencore, zhvillimet e reja dhe do të lejojë të tregut për të bërë oferta të reja për konsumatorët e niveleve të ndryshme.