स्टेप इंडेक्स फाइबर क्या है?

स्टेप-इंडेक्स फाइबर की परिभाषा

परिभाषा: स्टेप-इंडेक्स फाइबर एक प्रकार का ऑप्टिकल फाइबर है जो अपने अपवर्तनांक वितरण के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। एक ऑप्टिकल वेवगाइड के रूप में, इसमें कोर के अंदर और क्लैडिंग के अंदर निरंतर अपवर्तनांक होता है। ध्यान दें, कोर का अपवर्तनांक क्लैडिंग के अपवर्तनांक से थोड़ा अधिक होता है, और कोर-क्लैडिंग इंटरफेस पर अचानक परिवर्तन होता है- इसीलिए इसे "स्टेप-इंडेक्स" कहा जाता है।

स्टेप-इंडेक्स फाइबर का अपवर्तनांक प्रोफाइल नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है:

स्टेप-इंडेक्स फाइबर में प्रसारण

जब एक प्रकाश किरण स्टेप-इंडेक्स ऑप्टिकल फाइबर में प्रसारित होती है, तो यह कोर-क्लैडिंग इंटरफेस पर पूर्ण आंतरिक परावर्तन के कारण एक जिगजाग पथ का अनुसरण करती है, जो सीधी रेखाओं से बना होता है।

गणितीय रूप से, स्टेप-इंडेक्स फाइबर का अपवर्तनांक प्रोफाइल निम्न प्रकार से व्यक्त किया जाता है:

a कोर की त्रिज्या है ；r त्रिज्यांकी दूरी है

स्टेप इंडेक्स फाइबर की मोड्स

स्टेप-इंडेक्स सिंगल-मोड फाइबर

स्टेप-इंडेक्स सिंगल-मोड फाइबर में, कोर का व्यास इतना छोटा होता है कि इसमें केवल एक प्रसारण मोड की अनुमति होती है, जिसका अर्थ है कि केवल एक प्रकाश किरण फाइबर के माध्यम से यात्रा करती है। यह विशेष विशेषता अनेक किरणों के बीच देरी के अंतर के कारण होने वाले विकृति को दूर करती है।

स्टेप-इंडेक्स सिंगल-मोड ऑप्टिकल फाइबर में प्रकाश किरण का प्रसारण नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है:

स्टेप-इंडेक्स सिंगल-मोड फाइबर की विशेषताएं

यहाँ कोर का व्यास बहुत ही संकीर्ण होता है, जिससे केवल एक प्रसारण मोड फाइबर के माध्यम से यात्रा कर सकता है। आमतौर पर, कोर का आकार 2 से 15 माइक्रोमीटर के बीच होता है।

स्टेप-इंडेक्स मल्टीमोड फाइबर

स्टेप-इंडेक्स मल्टीमोड फाइबर में, कोर का व्यास इतना बड़ा होता है कि इसमें एक साथ कई प्रसारण मोड की अनुमति होती है, जिसका अर्थ है कि एक साथ कई प्रकाश किरणें फाइबर के माध्यम से यात्रा कर सकती हैं। हालांकि, इन कई किरणों के एक साथ प्रसारण से उनके प्रसारण देरी के अंतर के कारण विकृति होती है।

स्टेप-इंडेक्स मल्टीमोड ऑप्टिकल फाइबर में प्रकाश किरणों का प्रसारण नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है:

मल्टीमोड फाइबर कोर की विशेषताएं

ऊपर दिए गए चित्र में स्पष्ट रूप से दिखाया गया है कि कोर का व्यास इतना बड़ा है कि यह कई प्रसारण पथ की अनुमति देता है। आमतौर पर, कोर का आकार 50 से 1000 माइक्रोमीटर के बीच होता है।

स्टेप-इंडेक्स फाइबर में अपवर्तनांक का भिन्नता

ध्यान दें कि स्टेप-इंडेक्स फाइबर का अपवर्तनांक प्रोफाइल निम्नलिखित विशेषताओं से विशिष्ट है:

प्रकाश स्रोत और स्टेप-इंडेक्स फाइबर की विशेषताएं

प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) इन फाइबरों में प्रयुक्त प्राथमिक प्रकाश स्रोत हैं।

स्टेप-इंडेक्स फाइबर के फायदे

• सरल निर्माण प्रक्रिया

• सांझी लागत वाला उत्पादन

• पूर्ण आंतरिक परावर्तन द्वारा प्रसारण

स्टेप-इंडेक्स फाइबर के नुकसान

• सिंगल-मोड प्रसारण एक समय में केवल एक प्रकाश किरण के प्रसारण की सीमा के कारण जानकारी वहन की क्षमता को सीमित करता है।

• छोटे कोर व्यास के कारण प्रकाश की जोड़ी में कठिनाई।

स्टेप-इंडेक्स फाइबर के अनुप्रयोग

स्टेप-इंडेक्स फाइबर मुख्य रूप से स्थानीय क्षेत्र नेटवर्क (LAN) कनेक्शनों में उपयोग किए जाते हैं। इसका कारण यह है कि उनकी जानकारी ट्रांसमिशन क्षमता ग्रेडेड-इंडेक्स फाइबर की तुलना में कम होती है।