מהו סיב אינדקס שלבי?

הגדרת סיב אופטי עם מדד צעד

הגדרה: סיב אופטי עם מדד צעד הוא סוג של סיב אופטי המסווג על בסיס התפלגות מדדי השבירה שלו. כמדריך גלי אור, הוא מתאפיין במדד שבירה קבוע בתוכו ובמדד שבירה קבוע אחר בשכבת החיצונית. חשוב לציין שהמדד השבירה של התוכן גבוה מעט יותר מהמדד השבירה של השכבה החיצונית, עם שינוי פתאומי המתרחש בממשק בין התוכן לשכבה החיצונית - מכאן הכינוי "מדד צעד".

תפוצת מדדי השבירה של סיב אופטי עם מדד צעד מצוירת בתמונה שלהלן:

התקדמות בסיבים אופטיים עם מדד צעד

כאשר קרן אור התקדמה דרך סיב אופטי עם מדד צעד, היא עוקבת אחרי מסלול בצורת זיגזג המורכב מקווים ישרים, תופעה שמאפשרת על ידי פנימית מלאה בממשק בין התוכן לשכבה החיצונית.

מתמטית, התפלגות מדדי השבירה של סיב אופטי עם מדד צעד מתבטאת כך:

a הוא רדיוס התוכן ；r הוא המרחק הרדילי

מצבים בסיב אופטי עם מדד צעד

סיב אופטי חד מצב עם מדד צעד

בסיב אופטי חד מצב עם מדד צעד, קוטר התוכן קטן מאוד עד כדי כך שהוא מאפשר רק מצב התקדמות אחד, כלומר קרן אור אחת בלבד עוברת דרך הסיב. מאפיין ייחודי זה מפחית את האיוות הנגרמת ממבדלים בהעיכוב בין קרניים מרובות.

התקדמות קרן אור דרך סיב אופטי חד מצב עם מדד צעד מצוירת בתמונה שלהלן:

מאפייני סיב אופטי חד מצב עם מדד צעד

קוטר התוכן כאן צר מאוד, ומאפשר רק מצב התקדמות אחד לעבור דרך הסיב. בדרך כלל, גודל התוכן נע בין 2 ל-15 מיקרומטרים.

סיב אופטי רב מצב עם מדד צעד

בסיבים אופטיים רב מצב עם מדד צעד, קוטר התוכן גדול מספיק כדי לאפשר מספר מצבים של התקדמות, כלומר מספר קרני אור יכולות לעבור דרך הסיב בו זמנית. עם זאת, התקדמות בו זמנית של קרניים מרובות גורמת לאיוות עקב הבדלים בהעיכובים שלהם.

התקדמות קרני אור דרך סיב אופטי רב מצב עם מדד צעד מצוירת בתמונה שלהלן:

מאפייני התוכן בסיב רב מצב

התמונה מעלה ממחישה בבירור כי קוטר התוכן גדול מספיק כדי לאפשר מספר מסלולים של התקדמות. בדרך כלל, גודל התוכן נע בין 50 ל-1000 מיקרומטרים.

שינוי מדדי השבירה בסיבים אופטיים עם מדד צעד

חשוב לציין שהתפלגות מדדי השבירה בסיבים אופטיים עם מדד צעד מאופיינת על ידי:

מקור אור ומאפיינים של סיבים אופטיים עם מדד צעד

אלמנטים פולטי אור (LEDs) הם המקורות העיקריים של אור בשימוש בסיבים אלו.

יתרונות של סיבים אופטיים עם מדד צעד

• תהליך ייצור פשוט

• ייצור כלכלתי

• התקדמות באמצעות פנימית מלאה

חסרונות של סיבים אופטיים עם מדד צעד

• התקדמות חד מצב מגבילה את קיבולת העברת המידע בשל הגבלה של העברת קרן אור אחת בכל פעם.

• קושי בקישור אור בעקבות קוטר התוכן הקטן.

יישומים של סיבים אופטיים עם מדד צעד

סיבים אופטיים עם מדד צעד משמשים בעיקר בקשרים של רשתות מקומיות (LAN). זה מכיוון שקיבולת העברת המידע שלהם נמוכה יותר מאשר בסיבים אופטיים עם מדד גרדיאנטי.