ما هو الألياف ذات المؤشر التدريجي؟

تعريف الألياف ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ

التعريف: الألياف ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ هي نوع من الألياف الضوئية يتم تصنيفها بناءً على توزيع مؤشر الانكسار فيها. كمرشد ضوئي، يحتوي على مؤشر انكسار ثابت في النواة ومؤشر انكسار ثابت آخر في الغلاف. ومن الجدير بالذكر أن مؤشر انكسار النواة أعلى قليلاً من مؤشر انكسار الغلاف، مع حدوث تغير مفاجئ عند واجهة النواة والغلاف - ومن هنا جاء المصطلح "المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ".

يتم توضيح ملف تعريف مؤشر الانكسار للألياف ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ في الشكل أدناه:

الانتشار في الألياف ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ

عندما ينتشر شعاع ضوء عبر ألياف ضوئية ذات مؤشر انكسار متدرج بشكل مفاجئ، فإنه يتبع مسارًا مائلًا يتكون من خطوط مستقيمة، وهو ظاهرة ممكنة بسبب الانعكاس الداخلي الكلي عند واجهة النواة والغلاف.

رياضياً، يتم التعبير عن ملف تعريف مؤشر الانكسار للألياف ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ كالتالي:

a هو نصف قطر النواة؛ r هو المسافة الإشعاعية

أنماط الألياف ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ

الألياف الأحادية الوضع ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ

في الألياف الأحادية الوضع ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ، يكون قطر النواة صغيراً للغاية بحيث يسمح بوضع انتشار واحد فقط، مما يعني أن شعاع ضوء واحد فقط ينتقل عبر الألياف. هذه الميزة الفريدة تزيل التشوهات الناتجة عن الاختلافات في التأخير بين الشعاع المتعدد.

يتم توضيح انتشار شعاع الضوء عبر الألياف الأحادية الوضع ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ في الشكل أدناه:

خصائص الألياف الأحادية الوضع ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ

يكون قطر النواة هنا ضيقاً للغاية، مما يسمح بوضع انتشار واحد فقط ينتقل عبر الألياف. عادة ما يتراوح حجم النواة بين 2 إلى 15 ميكرومتر.

الألياف متعددة الوضع ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ

في الألياف متعددة الوضع ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ، يكون قطر النواة كبيراً بما يكفي لسماح بوضعيات انتشار متعددة، مما يعني أن عدة شعاعات ضوء يمكن أن تنتقل عبر الألياف في الوقت نفسه. ومع ذلك، فإن هذا الانتشار المتزامن للشعاعات المتعددة يسبب تشوهات بسبب الاختلافات في تأخير انتشارها.

يتم توضيح انتشار شعاعات الضوء عبر الألياف متعددة الوضع ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ في الشكل أدناه:

خصائص نواة الألياف متعددة الوضع

يوضح الشكل أعلاه بوضوح أن قطر النواة كبير بما يكفي لسماح بطرق انتشار متعددة. عادة ما يتراوح حجم النواة بين 50 إلى 1000 ميكرومتر.

اختلاف مؤشر الانكسار في الألياف ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ

يجب ملاحظة أن ملف تعريف مؤشر الانكسار للألياف ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ يتميز بـ:

مصدر الضوء وخواص الألياف ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ

تشكل الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs) المصادر الرئيسية للضوء المستخدمة في هذه الألياف.

مزايا الألياف ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ

• عملية تصنيع بسيطة

• إنتاج اقتصادي

• انتشار عبر الانعكاس الداخلي الكلي

عيوب الألياف ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ

• يحد الانتشار الأحادي الوضع من سعة حمل المعلومات بسبب تقييد نقل شعاع ضوء واحد فقط في كل مرة.

• صعوبات في ربط الضوء بسبب صغر قطر النواة.

تطبيقات الألياف ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ

تستخدم الألياف ذات المؤشر الانفراجي المتدرج بشكل مفاجئ بشكل أساسي في اتصالات الشبكات المحلية (LAN). وهذا لأن سعتها لنقل المعلومات أقل من الألياف ذات المؤشر الانفراجي المتدرج.