ஒளிக் கம்பியானது என்ன?

வரையறை

ஒளியாக்கல் நுண்மம் (Optical fiber) என்பது கண்ணாடி (சிலிகா) அல்லது பிளாஸ்டிக் ஆகியவற்றில் இருந்து உருவாக்கப்பட்ட, வளர்ச்சியான, விரிவாக்கமுடியும் துண்டு ஆகும். இது பெரும்பாலும் ஒளியாக்கல் (ஒளி) சார்ந்த அலைகளை போட்டியாக்க முக்கியமாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இதன் தோற்றம் மிகவும் மிகவும் மெல்லியதாக இருந்தாலும், ஒளியாக்கல் நுண்மம் பொதுவாக மனித தலைமுடிக்கு விட அதிக விட்டத்தில் உள்ளது.

மேலும் துல்லியமாக, ஒளியாக்கல் நுண்மம் ஒரு அலை வழிகாட்டி (waveguide) போன்று செயல்படுகிறது, இதனால் ஒளியாக்கல் அலை அளவுகளில் ஒளியாக்கல் அலைகள் துவக்க மென்பொருள் வடிவில் போட்டியாக்கப்படுகின்றன. இந்த தனித்த பண்பு அதனை நீண்ட தூரங்களில் உயர் செயல்திறனுடன் மற்றும் குறைந்த அலை இழப்புடன் தகவலை போட்டியாக்க வசதிப்படுத்துகிறது, இதனால் இது நவீன தொலைத்தொடர்பு தொழில்நுட்பங்களின் ஒரு முக்கிய அடிப்படையாக உள்ளது.

ஒளியாக்கல் நுண்மத்தின் அமைப்பு

ஒளியாக்கல் நுண்மம் முக்கியமாக இரு முக்கிய கூறுகளால் ஆனது: மையம் (core) மற்றும் வெளிப்புறம் (cladding). மையம், முக்கியமாக கண்ணாடியில் உருவாக்கப்பட்ட உருளை வடிவ தீவிரத்தின் அமைப்பு ஆகும், இது ஒளியாக்கல் அலைகளின் போட்டியாக்க வழியாக செயல்படுகிறது. இந்த மத்திய பகுதியில் ஒளியாக்கல் அலைகள் தொடர்புடைய முழு உட்பொதிப்பு மூலம் போட்டியாக்கப்படுகின்றன. மையத்தைச் சுற்றி வெளிப்புறம் போட்டுள்ளது, பொதுவாக பிளாஸ்டிக் ஆகும். வெளிப்புறம், மையத்தில் ஒளியாக்கல் அலைகளை உள்ளடக்கும் மற்றும் அவற்றை நீண்ட தூரங்களில் போட்டியாக்கும் போது பெரிய இழப்பு அல்லது இழப்பு இல்லாமல் வெளியே விடப்படும் வகையில் செயல்படுகிறது.

கீழே உள்ள படம் ஒளியாக்கல் நுண்மத்தின் விரிவான அமைப்பை மையம் மற்றும் வெளிப்புறத்தின் தனித்த அடுக்குகள் மற்றும் அவற்றின் முக்கிய செயல்பாடுகளை விளக்குகிறது.

அமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டின் விரிவான விளக்கம்

முழு ஒளியாக்கல் நுண்ம அமைப்பு ஒரு விரிவாக்கமுடியும் உடைய மஞ்சலில் அடைக்கப்பட்டுள்ளது, இது ஒரு பாதுகாப்பு அடுக்கு ஆகும். இந்த மஞ்சல் ஒளியாக்கல் நுண்மத்தை உறுதியாக பாதுகாத்துக்கொண்டு போகும், இது அதன் நிறுவல், செயல்பாடு மற்றும் பயன்பாட்டின் போது இயந்திர விரிவாக்கம் மற்றும் பிரிவு விளைவுகளில் இருந்து அதனை பாதுகாத்துக்கொண்டு போகும்.

ஒளியாக்கல் நுண்மத்தில், வெளிப்புறம் நேரிடம் ஒளியாக்கல் அலைகளை போட்டியாக்க செயல்படாது; போதும், ஒளியாக்கல் அலைகள் மையத்தின் வழியாக மட்டுமே போட்டியாக்கப்படுகின்றன. இருப்பினும், மையமும் வெளிப்புறமும் இணைந்த சேர்க்கையால் அலை இழப்புகளை குறைக்க முக்கியமாக இருக்கிறது. இதனால், இரு கூறுகளுக்கும் இடையே சேர்க்கை அடுக்குகளின் வேறுபாடு மிகவும் முக்கியமான அடிப்படை தத்துவமாக இருக்கிறது, இது ஒளியாக்கல் அலைகளை நுண்மத்தின் உள்ளே செயல்படுத்தும் வகையில் இருக்கிறது. குறிப்பாக, மையத்தின் சேர்க்கை அடுக்கு வெளிப்புறத்தின் சேர்க்கை அடுக்கை விட அதிகமாக இருக்க வேண்டும். இந்த சேர்க்கை அடுக்கு வேறுபாடு ஒளியாக்கல் அலைகளை நுண்மத்தின் உள்ளே செயல்படுத்தும் வகையில் அதிக செயல்திறனுடன் போட்டியாக்க வசதிப்படுத்துகிறது.

ஒளியாக்கல் நுண்மத்தில் ஒளியின் போட்டியாக்கம்

ஒளியாக்கல் நுண்மங்கள் ஒளியாக்கல் அலைகள் (photons) வடிவில் அலைகளை போட்டியாக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. இப்போது கேள்வி எழுகிறது: ஒளியாக்கல் நுண்மத்தில் ஒளி எப்படி போட்டியாக்கப்படுகிறது? இதன் விடை முழு உட்பொதிப்பு பிரதிபலிப்பு என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற......

வரையறை

ஒளியாக்கல் நுண்மம் (Optical fiber) என்பது கண்ணாடி (சிலிகா) அல்லது பிளாஸ்டிக் ஆகியவற்றில் இருந்து உருவாக்கப்பட்ட, வளர்ச்சியான, விரிவாக்கமுடியும் துண்டு ஆகும். இது பெரும்பாலும் ஒளியாக்கல் (ஒளி) சார்ந்த அலைகளை போட்டியாக்க முக்கியமாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இதன் தோற்றம் மிகவும் மிகவும் மெல்லியதாக இருந்தாலும், ஒளியாக்கல் நுண்மம் பொதுவாக மனித தலைமுடிக்கு விட அதிக விட்டத்தில் உள்ளது.

மேலும் துல்லியமாக, ஒளியாக்கல் நுண்மம் ஒரு அலை வழிகாட்டி (waveguide) போன்று செயல்படுகிறது, இதனால் ஒளியாக்கல் அலை அளவுகளில் ஒளியாக்கல் அலைகள் துவக்க மென்பொருள் வடிவில் போட்டியாக்கப்படுகின்றன. இந்த தனித்த பண்பு அதனை நீண்ட தூரங்களில் உயர் செயல்திறனுடன் மற்றும் குறைந்த அலை இழப்புடன் தகவலை போட்டியாக்க வசதிப்படுத்துகிறது, இதனால் இது நவீன தொலைத்தொடர்பு தொழில்நுட்பங்களின் ஒரு முக்கிய அடிப்படையாக உள்ளது.

ஒளியாக்கல் நுண்மத்தின் அமைப்பு

ஒளியாக்கல் நுண்மம் முக்கியமாக இரு முக்கிய கூறுகளால் ஆனது: மையம் (core) மற்றும் வெளிப்புறம் (cladding). மையம், முக்கியமாக கண்ணாடியில் உருவாக்கப்பட்ட உருளை வடிவ தீவிரத்தின் அமைப்பு ஆகும், இது ஒளியாக்கல் அலைகளின் போட்டியாக்க வழியாக செயல்படுகிறது. இந்த மத்திய பகுதியில் ஒளியாக்கல் அலைகள் தொடர்புடைய முழு உட்பொதிப்பு மூலம் போட்டியாக்கப்படுகின்றன. மையத்தைச் சுற்றி வெளிப்புறம் போட்டுள்ளது, பொதுவாக பிளாஸ்டிக் ஆகும். வெளிப்புறம், மையத்தில் ஒளியாக்கல் அலைகளை உள்ளடக்கும் மற்றும் அவற்றை நீண்ட தூரங்களில் போட்டியாக்கும் போது பெரிய இழப்பு அல்லது இழப்பு இல்லாமல் வெளியே விடப்படும் வகையில் செயல்படுகிறது.

கீழே உள்ள படம் ஒளியாக்கல் நுண்மத்தின் விரிவான அமைப்பை மையம் மற்றும் வெளிப்புறத்தின் தனித்த அடுக்குகள் மற்றும் அவற்றின் முக்கிய செயல்பாடுகளை விளக்குகிறது.

அமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டின் விரிவான விளக்கம்

முழு ஒளியாக்கல் நுண்ம அமைப்பு ஒரு விரிவாக்கமுடியும் உடைய மஞ்சலில் அடைக்கப்பட்டுள்ளது, இது ஒரு பாதுகாப்பு அடுக்கு ஆகும். இந்த மஞ்சல் ஒளியாக்கல் நுண்மத்தை உறுதியாக பாதுகாத்துக்கொண்டு போகும், இது அதன் நிறுவல், செயல்பாடு மற்றும் பயன்பாட்டின் போது இயந்திர விரிவாக்கம் மற்றும் பிரிவு விளைவுகளில் இருந்து அதனை பாதுகாத்துக்கொண்டு போகும்.

ஒளியாக்கல் நுண்மத்தில், வெளிப்புறம் நேரிடம் ஒளியாக்கல் அலைகளை போட்டியாக்க செயல்படாது; போதும், ஒளியாக்கல் அலைகள் மையத்தின் வழியாக மட்டுமே போட்டியாக்கப்படுகின்றன. இருப்பினும், மையமும் வெளிப்புறமும் இணைந்த சேர்க்கையால் அலை இழப்புகளை குறைக்க முக்கியமாக இருக்கிறது. இதனால், இரு கூறுகளுக்கும் இடையே சேர்க்கை அடுக்குகளின் வேறுபாடு மிகவும் முக்கியமான அடிப்படை தத்துவமாக இருக்கிறது, இது ஒளியாக்கல் அலைகளை நுண்மத்தின் உள்ளே செயல்படுத்தும் வகையில் இருக்கிறது. குறிப்பாக, மையத்தின் சேர்க்கை அடுக்கு வெளிப்புறத்தின் சேர்க்கை அடுக்கை விட அதிகமாக இருக்க வேண்டும். இந்த சேர்க்கை அடுக்கு வேறுபாடு ஒளியாக்கல் அலைகளை நுண்மத்தின் உள்ளே செயல்படுத்தும் வகையில் அதிக செயல்திறனுடன் போட்டியாக்க வசதிப்படுத்துகிறது.

ஒளியாக்கல் நுண்மத்தில் ஒளியின் போட்டியாக்கம்

ஒளியாக்கல் நுண்மங்கள் ஒளியாக்கல் அலைகள் (photons) வடிவில் அலைகளை போட்டியாக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. இப்போது கேள்வி எழுகிறது: ஒளியாக்கல் நுண்மத்தில் ஒளி எப்படி போட்டியாக்கப்படுகிறது? இதன் விடை முழு உட்பொதிப்பு பிரதிபலிப்பு என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற என்ற......

ஒளி ஒளியாக்கல் நுண்மத்தில் நுழைந்தபோது, அது மையத்தின் வழியாக போட்டியாக்கப்படுகிறது, இது வெளிப்புறத்தில் தொடர்ந்து பிரதிபலிப்பு செயல்படுகிறது. இந்த பிரதிபலிப்புகள் முழு உட்பொதிப்பு பிரதிபலிப்புகளாகும், இவை தனித்த நிபந்தனைகளில் நிகழும். முன்பு முழு உட்பொதிப்பு பிரதிபலிப்பு என்பதை விளக்கியபோது, இது ஒளி அதிக சேர்க்கை அடுக்கு உள்ள மையத்திலிருந்து (அதிக அடர்த்தி) குறைந்த சேர்க்கை அடுக்கு உள்ள வெளிப்புறத்திற்கு (குறைந்த அடர்த்தி) போகும்போது குறிப்பிட்ட போக்கு கோணத்தில் நிகழும்.

இந்த போக்கு கோணத்தில், ஒளி வெளிப்புறத்திற்கு பிரதிபலித்து வெளியே விடப்படுவதில்லை, இது தொடர்ந்து மையத்தின் வழியாக போட்டியாக்கப்படுகிறது. மையத்தின் உருளை வடிவம், அதன் மிகவும் சிறிய விட்டம் மிகவும் குறைந்த அளவில் ஒளி மையம் - வெளிப்புறத்தின் இடைவெளியிலிருந்து பிரதிபலித்து வெளியே விடப்படுவதை உறுதி செய்கிறது. இதனால், ஒளி அலையின் போக்கு கோணம் தொடர்ந்து குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குறிப்பிட்ட குற............