Optik kəbəl nədir?

Tərif

Optik lif silis (şüşə) və ya plastikdən hazırlanmış inçik, zəif bir tel olub, optik (ışığın) sinyallarının nəqlinə xüsusi təyin edilmişdir. Zəif görünüşünə baxmayaraq, optik lifin diametri adətən insan saçından böyükdür.

Daha dəqiq olaraq, optik lif elektromaqnetik dalğaların optik dövrlərdə ışığın formunda nəqlinə imkan verir. Bu unikal xüsusiyyəti, ona məlumatı uzun məsafələr boyu yüksək effektivlik və minimal sinyal itirilə ilə daşımağa imkan verir, bu da onu modern kommunikasiya texnologiyalarının temelini təşkil edir.

Optik Lifin Strukturu

Optik lif asılı olaraq iki əsas komponentdən ibarətdir: qədər və örtük. Qədər, əsasən şüşədən hazırlanmış silindrik dielektrik struktur olub, ışığın yayılmasına yol açır. Bu mərkəzi sahədə optik sinyallar yayılır və tam daxili süzülmenin prinsipləri tərəfindən yönəldilir. Qədərin etrafında yerləşən örtük adətən plastikdən hazırlanır. Örtük, ışığın qədər içində saxlanılmasını təmin edir, bu da optik sinyalların qorunarak geniş məsafələr boyu sıx axma və ya degradasiya olmadan nəql edilə bilərsin.

Aşağıdakı şəkil optik lifin detallı strukturusunu göstərir, qədər və örtükdən ibarət müxtəlif qatlar və onların effektiv ışığın nəqlində oynadığı rol.

Struktura və Fonksional Təfərrüatlar

Bütün optik lif montajı elastik cüzdan içərisində yerləşir, bu da koruyucu qat kimi funksion edir. Bu cüzdan, lifi fiziki zədələr, mühit faktorları və mexaniki streslərdən qorur, bu da onun quraşdırılması, işləməsi və idarə edilməsi zamanı bütövlüyünü təmin edir.

Qeyd edək ki, optik liflərdə örtük doğrudan ışığın yayılmasına töhfə verməyən, ışığın yalnızca qədər içində yayıldığını. Amma, qədər və örtük kombinasiyası, saçılma səbəbindən olan sinyal itirilələri minimize etmək üçün əsaslıdır. Bu, çünki iki komponent arasındakı refraktiv indeks fərqinin ışığın effektiv yönəldilməsinə imkan verir. Xüsusi olaraq, qədərin refraktiv indeksi örtükdən daha yüksək olmalıdır. Bu refraktiv indeks fərqi, ışığın lifin daxilində effektiv nəqlinə imkan verən əsas prinsiptir.

Optik Liflərdə Işığın Yayılması

Optik liflər ışığın (fotonların) formunda sinyalları nəql etmək üçün dizayn edilmişdir. O, ışığın optik lifin daxilində nə yolla yayıldığını soruşur. Cevap tam daxili süzülmənin nəticəsindədir.

Işık optik lifin daxilinə daxil olduqda, qədər içində yayılır və örtükdən daimi süzülər alır. Bu süzülmələr tam daxili süzülmələrdir, ki, belə spesifik şərtlərdə baş verirlər. Daha əvvəl tam daxili süzülmənin bağlamında müzakirə edildiyi kimi, bu hadisə, ışığın daha yüksək refraktiv indeksli (qalın qədər) ortamdan daha aşağı refraktiv indeksli (az qalın örtük) ortama (kritik bucaqdan böyük) girən zaman baş verir.

Bu girən bucaqla, ışığın örtükə doğru refrakte olmaq əvəzinə, ardıcıl süzülmələr vasitəsilə qədər içində yayılmasını davam etdirir. Qədərin silindrik forması, onun nisbətən kiçik diametri, ışığın qədər - örtük arayüzündən az miktarda süzüləsini təmin edir. Bu da öz növbəsində, ışığın qismətinin bucağı konsistent olaraq kritik bucaqdan böyük qalmasını təmin edir, bu da ışığın lifin uzunluğu boyunca effektiv şəkildə yönəldilməsinə imkan verir.

Optik Liflərdə Yayılma Modları

Işık optik lifin daxilində yayıldığında, ya bir yola, ya da bir neçə yola izləyə bilər. Aslında, "modlar" terimi, ışığın lifin daxilində yayıldığında izləyə biləcəyi müxtəlif yolların sayına istinad edir. Optik liflərdə asılı olaraq iki əsas yayılma modu var:

Yeganə Mod Lif

Yeganə mod lifdə, ışığın yayılmasının bir yolu var. Bu yeganə dalga nəql yolu, nəql prosesində sinyalın deformatsiyasını ciddi şəkildə azaldır. Əgər ışığın yayılacağı bir neçə yola yoxsa, sinyalın bütövlüyü uzun məsafələr boyu saxlanıla bilər, bu da yüksək keyfiyyətli kommunikasiyanı təmin edir.

Yeganə mod lifin qədərinin çox kiçik diametri var, bu da qalın odaklanmış ışığın istifadəsinə ehtiyac yaradır. Bu səbəbdən, lazeryuluların istifadəsi əsasən tətbiq olunur, çünki onlar dar, koherent bir ışığı yaymağa imkan verir, bu da dar qədər içindən ciddi ayrılış və ya saçılma olmadan effektiv şəkildə yayılabilir.

Çox Mod Lif

Çox mod liflərin qədərinin diametri, yeganə mod liflərinin diametrinə nisbətən daha böyükdür. Bu geniş qədər, ışığın qədər içində bir neçə yola yayılmasına imkan verir. Bu xüsusiyyət, lifin bir anda daha çox ışığa malik olmasına imkan verir, lakin bu da sinyalın dispersiyası və zayıflaması ehtimalını artırır. Sinyalın dispersiyası, qədərin daxilində müxtəlif yollara yayılan ışığın hədəfə bir az fərqli vaxtlar gəlmesi səbəbindən sinyalın bulanmasıdır. Zayıflama, yaxud sinyalin zayıflaması, geniş qədər daxilindəki saçılma və absorpsiya səbəbindən çox mod liflərdə daha güclü ifadə olunur. Amma, geniş qədər diametri, ışığın yayılmasının bir neçə yola malik olması, sadəlik və aşağı qiymət prioritet verilən tətbiqlərdə, əlbəttə ki, çox uzun məsafələr və yüksək band genişliyinə malik nəqlə uyğun olur.

Şüşə Liflər Nədir?

Şüşə, sertliyi, şəffaflığı və çirkənlərini xarakterizə edən amorf bir solid maddədir. Bu, materialların birləşməsini eritməklə və sonra sürətlə soxuma (quenching) tərəfindən yaradılır. Kristal solidlardan fərqli olaraq, şüşənin iyi təyin olunmuş, qayğı molekulyar strukturu yoxdur. Onun molekulaları, təsadüfi və rasvetli bir qaydada yerləşir.

Şüşənin unikal bir xüsusiyyəti var: material kompozisiyasının dəyişdirilməsi, onun xüsusiyyətlərinin də dəyişməsinə səbəb olur. Bu xüsusiyyətlərin dəyişdiriləbilirliyi, şüşəni, xüsusi performans xüsusiyyətləri ilə optik liflərin hazırlanması üçün universal bir material edir.

Optik Liflərin Avantajları

• Deformasiya-Qarşı Sinyal Nəql: Optik liflər ışığın yayılmasına imkan verir, bu da sinyalların deformasiyaya qarşı mövcud olan məlumatın bütövlüyünü saxlamaq şəraitində nəql edilə bilər, hətta uzun məsafələr boyunca də.

• Təhlükəsiz və Uzun Məsafəli İletişim: Bu liflər, uzun məsafələr boyunca məlumatın təhlükəsiz nəqlinə imkan verir. Lifin daxilində ışığın yayılmasının təbiəti, sinyali həddə salır, bu da sızdırılmanın və təsirin riskini azaldır, bu da məlumat təhlükəsizliyinin önəmlidir olduğu tətbiqlər üçün idealdir.

• Uzun Omur: Başqa növ nəql kablolarına nisbətən, optik liflərin xidmət ömrü çox uzundur. Onların dayanıqlılığı və aşınma və yıpranma qarşısında mukaviməti, onların uzun müddət boyunca etibarlı performansı saxlamağa imkan verir, bu da tez-tez yenilənmə ehtiyacı olmayacaqdır.

Optik Liflərin Məhdudiyyətləri

• Yüksək Quraşdırma və Bakım Məlumatları: Optik lif sistemlərinin ilk quraşdırılması və daimi baxımı nisbətən bahalıdır. Bu, xüsusi təchizat, quraşdırma üçün bacarıqlı işgücü və optimal performans üçün daimi baxım xidmətlərinin maliyyəsini daxil edir.

• Mühit Faktorlarına Qarşı Çarpıqlıq: Optik liflərin zəif təbiəti, onların mühit şəraitindən daha çox himayaya ehtiyacı olduğunu təmin edir. Fiziki stres, ekstrem temperatur, rütubət və digər mühit elementlərinə maruz qalma, lifləri zədələyə bilər və sinyal nəqlini pozaya bilər.

• Peydələrə Ehtiyac: Optik liflər, minimal deformasiya ilə uzun məsafələr boyunca sinyallar nəql edə bilərlər, amma sinyal nəqlində peydələrin istifadəsi çox vaxt ehtiyac duyulur. Bu peydələr, məsafə boyunca meydana gələn hər hansı bir zayıflamanı kompensasiya etmək üçün sinyalı gücləndirir və yenidən yaratır, bu da ümumi sistemin mürəkkəbliyini və maliyyə məsələsini artırır.

Optik liflər, superiyr operasiya xüsusiyyətlərinə görə silisadan hazırlanır. Silisa, kimyəvi stabil materialdır, bu da onun qısalığa qarşı mühit şəraitindən nisbətən az degradasiya ilə qarşılaya bilər. Stabililiyi və optik xüsusiyyətləri, onu optik kommunikasiya tətbiqləri üçün material seçimi kimi, etibarlı və effektiv sinyal nəqlini təmin edir.