Optik tolalar: asoslarni tushunish

Hech narsa aloqa olamini optik tolani ishlab chiqish va joriy etish kabi o'zgartirmagan. Ushbu maqolada ushbu texnologiya bilan ishlash uchun zarur bo'lgan asosiy tamoyillar keltirilgan.
 

Muhandislik va marketing xodimlari

Optik tolalar shisha yoki plastmassadan tayyorlanadi. Ularning ko'pchiligi taxminan inson sochining diametriga to'g'ri keladi va ular bir necha mil uzunlikda bo'lishi mumkin. Nur tolaning markazi bo'ylab bir uchidan ikkinchisiga uzatiladi va signal berilishi mumkin. Optik tolali tizimlar ko'plab ilovalarda metall o'tkazgichlardan ustundir. Ularning eng katta afzalligi - tarmoqli kengligi. Yorug'likning to'lqin uzunligi tufayli metall o'tkazgichga qaraganda ancha ko'p ma'lumotni o'z ichiga olgan signalni uzatish mumkin - hatto koaksiyal o'tkazgich ham. Boshqa afzalliklarga quyidagilar kiradi:

• Elektr izolyatsiyasi - Optik tolalar yerga ulashga muhtoj emas. Transmitter ham, qabul qiluvchi ham bir-biridan ajratilgan va shuning uchun tuproqli pastadir muammolari yo'q. Bundan tashqari, uchqun yoki elektr toki urishi xavfi yo'q.

• EMIdan ozodlik - Optik tolalar elektromagnit parazitlarga (EMI) immunitetga ega va ular boshqa shovqinlarni keltirib chiqaradigan nurlanishni o'zlari chiqarmaydi.

• Kam quvvat yo'qotilishi - bu kabelning uzoqroq ishlashiga va takroriy kuchaytirgichlarning kamroq ishlashiga imkon beradi.

• Engilroq va kichikroq - tolalar ekvivalent signal o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan metall o'tkazgichlarga qaraganda kamroq og'irlikka ega va kamroq joy talab qiladi.

Mis sim taxminan 13 marta og'irroq. Elyafni o'rnatish ham osonroq va kanal uchun kamroq joy talab qiladi.

Ilovalar

Optik tolalarni qo'llashning asosiy sohalaridan ba'zilari:

• Aloqa – Ovoz, ma’lumot va video uzatish optik tolali qurilmalarning eng keng tarqalgan qo‘llanilishi bo‘lib, ularga quyidagilar kiradi:

- Telekommunikatsiya
- Mahalliy tarmoqlar (LAN)
- sanoat nazorati tizimlari
- Avion tizimlar
- Harbiy qo'mondonlik, boshqaruv va aloqa tizimlari

• Sensing - Optik tolalar bosim, harorat yoki spektral ma'lumotlarni olish uchun masofaviy manbadan detektorga yorug'likni etkazish uchun ishlatilishi mumkin. Elyaf, shuningdek, kuchlanish, bosim, elektr qarshilik va pH kabi bir qator atrof-muhit ta'sirini o'lchash uchun to'g'ridan-to'g'ri transduser sifatida ishlatilishi mumkin. Atrof-muhit o'zgarishlari yorug'lik intensivligiga, fazaga va / yoki polarizatsiyaga tolaning boshqa uchida aniqlanishi mumkin bo'lgan usullar bilan ta'sir qiladi.

• Quvvatni etkazib berish - Optik tolalar lazerni kesish, payvandlash, markalash va burg'ulash kabi vazifalar uchun ajoyib darajada yuqori quvvatni etkazib berishi mumkin.

• Yoritish - yorug'lik manbai bilan bir uchida to'plangan tolalar to'plami erishish qiyin bo'lgan joylarni - masalan, endoskop bilan birgalikda inson tanasini yoritishi mumkin. Bundan tashqari, ular displey belgisi sifatida yoki oddiygina dekorativ yoritish sifatida ishlatilishi mumkin.

 

1-rasm. Optik tola yadro, qoplama va qoplamadan iborat.

 

Qurilish

Optik tola uchta asosiy konsentrik elementdan iborat: yadro, qoplama va tashqi qoplama (1-rasm).

Yadro odatda shisha yoki plastmassadan tayyorlanadi, ammo ba'zida istalgan uzatish spektriga qarab boshqa materiallar ishlatiladi.

Yadro tolaning yorug'lik o'tkazuvchi qismidir. Qoplama odatda yadro bilan bir xil materialdan tayyorlanadi, lekin sinishi bir oz pastroq (odatda taxminan 1% pastroq). Ushbu indeks farqi tolaning uzunligi bo'ylab indeks chegarasida umumiy ichki aks ettirishga olib keladi, shunda yorug'lik tola bo'ylab o'tadi va yon devorlardan o'tib ketmaydi.

 

 

2-rasm.Turli xil sinishi indeksiga ega bo'lgan bir materialdan ikkinchisiga o'tadigan yorug'lik nuri interfeysda egiladi yoki sinadi.

Qoplama odatda tolani jismoniy muhitdan himoya qilish uchun plastik materialning bir yoki bir nechta qatlamini o'z ichiga oladi. Ba'zida qo'shimcha jismoniy himoya qilish uchun qoplamaga metall qoplamalar qo'shiladi.

Optik tolalar odatda yadro, qoplama va qoplamaning tashqi diametri sifatida berilgan o'lchamlari bilan belgilanadi. Misol uchun, 62,5/125/250 62,5-mkm diamli, 125-mkm diamli qoplamali va 0.{{8} bo'lgan tolaga ishora qiladi. }mm diametrli tashqi qoplama.

 

 

Photonics Marketpla-da 81 ta optik tolali etkazib beruvchilar mavjud

 

Prinsiplar

Optik materiallar n deb ataladigan sinishi indeksi bilan tavsiflanadi. Materialning sinishi indeksi vakuumdagi yorug'lik tezligining materialdagi yorug'lik tezligiga nisbati. Yorug'lik nuri bir materialdan boshqa sinishi ko'rsatkichiga ega bo'lgan materialdan o'tganda, nur interfeysida egiladi (yoki sinadi) (2-rasm).

Sinishi Snell qonuni bilan tavsiflanadi:

qayerdan_Ivan_Rnur sindiriladigan materiallarning sinish ko'rsatkichlari vaIvaRnurning tushish va sinish burchaklaridir. Agar tushish burchagi interfeys uchun kritik burchakdan kattaroq bo'lsa (odatda optik tolalar uchun taxminan 82 daraja), yorug'lik to'liq ichki ko'zgu deb nomlanuvchi jarayon orqali yo'qotmasdan tushayotgan muhitga qaytariladi (3-rasm).

3-rasm.Umumiy ichki aks ettirish yorug'likning tolaning yadrosida qolishiga imkon beradi.

 

Umumiy ichki aks ettirishning video ta'rifini tomosha qiling.

Tartiblar

Yorug'lik tolaga yo'naltirilganda (mikroto'lqinlar to'lqin o'tkazgichdan pastga yo'naltirilganidek), har bir aks ettiruvchi chegarada fazalar siljishi sodir bo'ladi. Transmissiyani kuchaytiruvchi konstruktiv (fazada va shuning uchun qo'shimcha) faza siljishlarini keltirib chiqaradigan optik tolali (tartiblar deb nomlanuvchi) cheklangan diskret sonli yo'llar mavjud. Nur uzunligi bo'ylab harakatlanayotganda har bir rejim tola o'qiga turli burchak ostida sodir bo'lganligi sababli, har biri kirishdan chiqishgacha tola bo'ylab har xil uzunlikdan o'tadi. Faqat bitta rejim, nol tartibli rejim, yon devorlardan aks ettirmasdan tolaning uzunligi bo'ylab harakatlanadi. Bu bitta rejimli tola sifatida tanilgan. Berilgan optik tolada tarqalishi mumkin bo'lgan rejimlarning haqiqiy soni yorug'lik to'lqin uzunligi va tolaning yadrosining diametri va sinishi indeksi bilan belgilanadi.
 

Optik tolada zaiflashuvning bir necha sabablari bor:

 

• Rayleighning tarqalishi - yadro materialining sinishi indeksidagi mikroskopik miqyosdagi o'zgarishlar nurda sezilarli darajada tarqalishiga olib kelishi mumkin, bu esa optik quvvatni sezilarli darajada yo'qotishiga olib keladi. Rayleigh tarqalishi to'lqin uzunligiga bog'liq va uzoqroq to'lqin uzunliklarida kamroq ahamiyatga ega. Bu zamonaviy optik tolalardagi eng muhim yo'qotish mexanizmi bo'lib, odatda har qanday yo'qotishning 90% ni tashkil qiladi.

 

• Absorbsiya - Hozirgi ishlab chiqarish usullari aralashmalar (asosan toladagi suv) tufayli kelib chiqadigan singdirishni juda past darajaga tushirdi. Elyafning o'tkazuvchanlik diapazoni ichida assimilyatsiya yo'qotishlari ahamiyatsiz.

• Bükme - ishlab chiqarish usullari tolalar geometriyasida daqiqali burmalarni hosil qilishi mumkin. Ba'zan bu egilishlar yadro ichidagi yorug'likning yadro/qoplama interfeysiga kritik burchakdan kamroq tushishiga olib kelishi uchun etarlicha katta bo'ladi, shunda yorug'lik qoplama materialiga yo'qoladi. Bu tola qattiq radiusda (masalan, bir necha santimetrdan kam) egilganida ham sodir bo'lishi mumkin. Bend sezgirligi odatda ma'lum bir egilish radiusi va to'lqin uzunligi uchun dB / km yo'qotish bilan ifodalanadi.

 

 

4-rasm.Raqamli diafragma nurlarning tolaga kirish burchagiga va tola yadrosining diametriga bog'liq.

 

Elyaf turlari

Asosan uchta turdagi optik tolalar mavjud: bitta rejim, ko'p rejimli darajali indeks va ko'p rejimli qadam indeksi. Ular yorug'likning tola bo'ylab o'tishi bilan tavsiflanadi va yorug'likning to'lqin uzunligiga va tolaning mexanik geometriyasiga bog'liq. Ularning yorug'likni qanday tarqalishiga misollar 5-rasmda ko'rsatilgan.

 

 

Bizning kompaniyamiz plastik optik tolalar / kabellar va barcha turdagi optik tolali patch kabellarni ishlab chiqarishga ixtisoslashgan, agar siz qiziqsangiz, iltimos, men bilan bog'laning.