Tehnologia transmiterii semnalelor prin fibră
În sine, utilizarea fibrei optice ca traducător de semnal este doar o parte a cunoașterii explorate în secțiunea științifică a fibrei optice. Specialiștii din acest domeniu se angajează să studieze transmiterea informațiilor și propagarea luminii, într-un singur context, combinate cu ghiduri ușoare. Acestea din urmă sunt utilizate atât ca distribuitori de lumină, cât și ca transmițători de informații. Apropo, LED-urile se bazează pe linii moderne de dezvoltare a tehnologiilor laser. În acest caz, o altă întrebare este mai interesantă: ce fenomen este baza fibrei optice? Acest fenomen de reflexie internă a radiației electromagnetice (pline) în limitele dielectricilor având indicatori de refracție diferiți. Mai mult, purtătorul de informații nu este un semnal electromagnetic, ci un flux de lumină codificat. Pentru a înțelege gradul de superioritate a cablurilor cu fibră optică în fața cablurilor metalice tradiționale, merită din nou să le întoarceți la lățimea de bandă. Firul de fibre deja menționat, a cărui grosime nu este mai mare de 0,5 mm, este capabil să transmită cantitatea de informații pe care cablurile obișnuite de cupru vor servi numai la o grosime de 50 mm.
Metode de fabricare a fibrelor optice
Există două metode principale prin care se poate produce o fibră optică. Aceasta este o tehnică de extrudare și topire utilizând preforme. Prima tehnologie permite obtinerea unui material de calitate scazuta pe baza de materiale plastice, deci astazi practic nu este folosit. A doua metodă este considerată principala și cea mai eficientă. Preformă - un semifabricat, amplasat într-o structură concepută pentru desenarea firelor. Conform standardelor moderne, preformele pot avea o înălțime de până la câteva zeci de metri. În exterior este o tijă de sticlă cu un diametru de aproximativ 10 cm, din care se topește miezul filamentului. În timpul procesului de fabricație, miezul împreună cu amestecul de fibre este încălzit la temperaturi ridicate, după care se formează firele. Lungimea materialului rezultat poate ajunge la câțiva kilometri, deși diametrul rămâne neschimbat - este controlat de regulatoarele automate. În funcție de locul în care vor fi utilizate fibrele optice, materialul pentru acesta poate fi tratat preliminar cu acoperiri care asigură protecție chimică și fizică. În ceea ce privește amestecurile pentru fire, acestea includ, de obicei, materiale cum ar fi poliimida, acrilatul și siliconul.
Caracteristici de design ale fibrei
Partea centrală a filamentului este nucleul - chiar nucleul fibrei, care va răspândi lumină în timpul funcționării. Miezul este caracterizat de indici de refracție de lumină, care se realizează prin utilizarea dopării de sticlă cu modificări cu aditivi speciali. De exemplu, fibrele de cuarț utilizează componente tipice de refracție cum ar fi dopant. La rândul său, carcasa îndeplinește mai multe sarcini, dintre care principala este protecția fizică imediată a nucleului. Această parte oferă, de asemenea, efectul de refracție, dar cu un coeficient minim. Limita dintre cele două materiale formează o structură de ghidare ușoară care nu permite ca volumul principal de lumină să depășească miezul. De asemenea, trebuie remarcat faptul că fundamentele fibrei optice clasifică materialul ca un tip de fibră. Pentru a fi mai precis, avem de-a face cu ghiduri de undă dielectrice care transmit semnale luminoase.
Soiuri de fibre optice
Echipamente de masurare a fibrelor optice
Cel mai obișnuit echipament utilizat în seturi cu fibră optică sunt senzorii și grătarele Bragg. Senzorii cu fibră optică sunt dispozitive destinate să fixeze anumite valori care caracterizează starea materialului la un moment dat. De exemplu, diferiți senzori pot detecta stresul mecanic, temperatura, vibrațiile, presiunea și alte cantități. Grila Bragg în funcția sa este mai apropiată de caracteristicile optice. Fixează o perturbație aperiodică a refracției în miezul fibrei optice. Această măsurătoare vă permite să determinați cât de mult este opțiunea de fibră optică eficientă în traducerea semnalului în condiții specifice. De asemenea, specialiștii folosesc un reflectometru optic pentru a înregistra scatter și rezistență.
Amplificatoare și lasere din fibre
Acesta este cel mai progresist produs, care este dezvoltat pe baza tehnologiei fibra optica. Spre deosebire de alte tipuri de lasere, utilizarea fibrelor optice face posibilă crearea unor dispozitive compacte și în același timp eficiente. În special, tehnologia fibrei optice a făcut posibilă înlocuirea dispozitivelor clasice cu laser datorită următoarelor avantaje:
- Eficacitatea robinetului termic.
- Creșterea radiației de ieșire.
- Pompare efectivă.
- Fiabilitate ridicată și stabilitatea funcționării cu laser.
- O mică masă de echipament.
La rândul său, amplificatoarele, în funcție de tipul acestora, pot fi utilizate în liniile de rețea de origine, crescând performanța liniei principale de fibră optică. Cu toate acestea, domeniul de aplicare al fibrelor optice ar trebui să fie luat în considerare în detaliu.
Pentru ce este folosit fibra optica?
Există mai multe direcții în care sunt implicate materiale cu fibră optică. Această sferă de uz casnic, echipamente de telecomunicații și echipamente informatice, precum și nișe de nișă, printre care se numără zone separate de medicină. Pentru fiecare dintre aceste segmente se produc fibre optice speciale. Aplicația ca mijloc tipic de transmitere a unui semnal TV sau de Internet, de exemplu, este limitată la modele ieftine din plastic de calitate medie. Dar fibrele de cuarț de înaltă calitate sunt utilizate pentru echipamente laser și dispozitive medicale scumpe, care sunt, de asemenea, prevăzute cu modificatori suplimentari.
Aplicarea fibrelor optice în medicină
Astfel de fibre pot fi folosite în echipamente și instrumente medicale. Tehnologia standard implică posibilitatea introducerii unui dispozitiv special pe fibrele luminoase refractabile, care deja în organul corpului pot transmite un semnal unei camere externe. Se utilizează fibră optică în medicină și ca material de iluminat. Dispozitivele echipate cu module de fibre permit iluminarea nedureroasă a cavității abdominale, nasofaringiene etc.
Aplicarea fibrelor optice în echipamente informatice
Poate că aceasta este cea mai comună nișă în care fibra optică și-a găsit locul. Fără ea, liniile de comunicare dintre dispozitivele individuale care transmit informații nu mai pot fi excluse astăzi. Desigur, acest lucru se aplică acelor zone în care este imposibil sau nepotrivit să se utilizeze conexiuni fără fir, care, de asemenea, înlocuiesc în mod activ cablurile ca atare. De exemplu, cele mai mari companii de telecomunicații se situează pe rețele inter-regionale de bază, care implică fibră optică. Utilizarea unor astfel de canale pentru comunicarea echipamentelor periferice și a consumatorilor obișnuiți de servicii de telecomunicații permite optimizarea cheltuielilor financiare pentru întreținerea infrastructurii rețelei și, de asemenea, îmbunătățește eficiența transmiterii datelor în sine.
Dezavantajele fibrei
Fabricarea fibrelor optice în Rusia
concluzie
Produsele din fibră optică sunt formate ca un segment al pieței timp de aproximativ 15-20 de ani. De-a lungul anilor, consumatorul a reușit să aprecieze avantajele noilor cabluri, însă progresul nu se oprește. Pe măsură ce calitățile tehnice și fizice cresc, se extind și domeniile de aplicare ale materialului. Cele mai noi fibre bazate pe nanotehnologie, în special, sunt utilizate în mod activ în industria de petrol și gaze și complexul de apărare. La rândul său, fibrele optice neliniare dezvoltă doar direcții tehnologice conceptuale, dar foarte promițătoare. Impulsuri laser de compresie, solitone optice, radiații optice ultrascurte etc. pot fi distinse între ele. Evident, pe lângă studiile teoretice cu posibile descoperiri și în cadrul unor cunoștințe strict științifice, noile evoluții vor permite pieței să facă noi propuneri consumatorilor de la diferite niveluri.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: