Optična vlakna in njena uporaba

Optična vlakna kažejo zgled, kako znanstveno znanje prenese na tehnološki napredek, ki na koncu olajšali življenje za skupno človek. Z optičnih vlaken za več let povezana komunikacijska sredstva za prenos električnih signalov. Tanka velikost preja iz človeških las se lahko uporablja za prenos številnih signalov, ki so potrebni za delovanje telefona, priključek za internet, televizijo in tako naprej. D. Seveda, zaradi visokih operativnih zmogljivosti optičnih vlaken se je uporabljal ne le za potrebe gospodinjstva.

signalov skozi optični tehnologijo prenosa vlaken

V sebi je uporaba optičnih vlaken kot prevajalec signalov - samo razkritja znanja, ki proučuje znanstveno del optičnih vlaken. Strokovnjaki v tej smeri so študij prenosa informacij in širjenje svetlobe, in v istem kontekstu, združenih svetlobnih vodnikov. Slednji se uporabljajo, in kot distributerji na svetu in kako so informacije oddajnike. Mimogrede, na podlagi svetlečih diod kot sodobnih trendov razvoja laserske tehnologije. V tem primeru pa še eno zanimivo vprašanje - kaj pojav leži v središču optičnih vlaken? Ta fenomen notranjega odboja (skupno) elektromagnetnemu sevanju v dielektričnih mej, ki imajo različne lomne količnike. Pri čemer nosilec informacij služi ne elektromagnetni signal, in kodirani svetlobni tok. Da bi razumeli stopnjo superiornosti optičnih kablov na tradicionalnem kovino pa naj še enkrat obrnejo na svoje sposobnosti. Že omenjeno vlaken preje, katerega debelina je največ 0,5 mm, je sposoben oddajati količino podatkov, ki bo služila konvencionalne bakrene žice z debelino samo 50 mm.

Postopke izdelave optičnega vlakna

Obstajata dve glavni metodi, ki je lahko izdelan v optičnem vlakna. To je tehnika iztiskanje in taljenja uporabo predoblik. Prva tehnologija omogoča nizke kakovosti, ki temeljijo na plastičnega materiala, tako da danes se praktično ne uporablja. Druga metoda velja za primarno in najbolj učinkovite. Pred-- prazno, ki se nahaja v strukturi za pripravo preje. S sodobnimi standardi, se lahko pred-biti v višini do nekaj deset metrov. Navzven to steklo palice s premerom približno 10 cm, od katerih staljenim jedro vlakna. V postopku izdelave palico skupaj z zmesjo vlaken se segreje na visoke temperature, nakar vrtilne filamentov. Dolžina pridobljenih snovi lahko dosežejo več kilometrov, čeprav je v tem primeru premer ostaja nespremenjena - njene samodejne prilagoditve nadzora. Odvisno od tega, kje so optična vlakna, material za to lahko predhodno obdelani premazi, ki zagotavljajo fizično in kemično zaščito, ki jih je treba uporabiti. Kar zadeva zmesi za preje v svoji sestavi običajno vključuje materiale, kot so poliamidi, akrilat, in silikona.

Strukturne lastnosti optičnega vlakna

Osrednji del nit je jedro - zelo jedro vlakna, ki se širijo svetlobo v času obratovanja. Jedro je značilna visoka lahkega lomnih količnikov, ki se doseže z uporabo stekla dopiran z modifikacijo posebnimi dodatki. Na primer, za silica vlaken z uporabo tipične sestavine, kot so lomnim dopanta. Po drugi strani pa, lupina pa več stvari, med katerimi je najbolj pomembno, je neposredna fizična zaščita jedra. Ta del vsebuje tudi lomni učinek, vendar z minimalno hitrostjo. Meja med obema materialov tvori svetlo vodilno strukturo, ki ne dopušča obseg glavnega snopa presegajo jedra. Omeniti velja tudi, da so temelji optična vlakna se nanaša na sorte materialnih vlaken. Če smo natančni, govorimo o dielektričnih valovodov, ki oddajajo svetlobne signale.

Sorte optičnih vlaken

Najpogostejši kremen, plastična in vlaken flyuoridnye. Kvarčna preje na osnovi taline s kisikovo ali podobnega materiala konstrukcije, vključno dopiranega silicijevega oksida. Ta okvir omogoča izdelavo fleksibilnih in dolga vlakna, označen in kjer je visoko mehansko trdnost. Plastični-optična vlakna iz polimerov in, kot že omenjeno, ne more zagotoviti visoke številke o uspešnosti. Zlasti take preje imajo velik odstotek izgube podatkov, ki omejuje njihovo uporabo na zahtevnih področjih. Po drugi strani pa, dostopnost plastična vlakna ohranja povpraševanje po tej materiala v smeri usmerjenih segmentu potrošnikov. Kot je za flyuoridnyh optičnih materialov, njihova osnova temelji na fluorozirconate in fluoroaluminat očala. To je zelo moderno in tehnološko napredne rešitve za optične komunikacije, vendar je vsebnost težkih kovin v strukturi tudi preprečuje njihovo uporabo, na primer, v zdravstveni industriji.

Merilna oprema za vlakna

Najpogostejši oprema se uporablja v sklopih optičnega vlakna in senzorji so Bragg rešetke. Fiber optični senzorji - pripomoček namenjen za pritrditev nekatere vrednote, ki so značilne za stanje materiala v trenutku. Na primer, lahko različni senzorji določitev seva, temperature, vibracij, tlaka in drugih spremenljivk. Bragg ribanje na svoji funkciji je bližje optičnimi lastnostmi. To zajema v jedru vlaken refrakcijsko aperiodično motnje v. To merjenje omogoča, da ugotovi, kako so optična vlakna učinkovito signalu v določenih okoliščinah. Tudi strokovnjaki uporabite OTDR, se številke registracija odvajanje in odpornost.

Optični ojačevalniki vlaken in laserji

To je najbolj napredne izdelke, ki so razvite na osnovi tehnologije optičnih vlaken. Za razliko od drugih vrst laserjev, uporaba optičnih vlaken omogoča kompaktno in ob istem času učinkovitih naprav. Zlasti je optična tehnologija nadomesti klasičnih laserskih naprav zaradi naslednjih prednosti:

• Učinkovitost odvajanja toplote.
• Povečana stopnja izhodnega sevanja.
• Črpanje učinkovitost.
• Visoka zanesljivost in stabilnost laserja.
• Nizka oprema teža.

Po drugi strani pa lahko ojačevalniki, odvisno od vrste, se uporabljajo v domače omrežje linij, povečuje raven zmogljivosti glavni vlaken linijo. Vendar pa je obseg delovanja vlaken je vredno razmisliti podrobneje.

Zakaj uporabljati optiko?

več smereh, ki uporablja Materiali iz optičnih vlaken je mogoče identificirati. To je področje domačih aplikacij, telekomunikacijske opreme in računalniške opreme, kot tudi visoko specializiranih nišah, vključno z nekaterimi vej medicine. Posebna vlakna optika je narejen za vsakega od teh segmentov. Uporaba kot standardnih prenosnih TV medijev ali interneta signala, na primer, omejene poceni plastične modele srednje kakovosti. Toda za laserske opreme in drage medicinske pripomočke uporabiti visoko kakovostne kremenčevega vlaknine voljo kot dodatna modifikatorjev.

Uporaba optičnih vlaken v medicini

Takšna vlakna se lahko uporabljajo v medicinske opreme in instrumentov. Standardna tehnika vključuje možnost uvedbe posebnih naprav na lomljene svetlobe vlaken, ki so že v organu telesa lahko prenašajo signal za zunanjo televizijsko kamero. Optična vlakna se uporabljajo v medicini in kot osvetlitve materiala. Aparati opremljen z moduli vlaken vam neboleč izpostaviti želodčno votlino, nazofarinksa, itd

Uporaba optičnih vlaken v računalniško opremo

Morda je to najpogostejši nišo, ki je našel svoje mesto vlaken. Brez njega danes ne more storiti povezave med posameznimi napravami, ki prenašajo podatke. Seveda, to velja za tista področja, kjer je nemogoče ali neprimerno za uporabo brezžičnih povezav, ki so prav tako aktivno zamenjava kablov kot take. Na primer, največja telekomunikacijska podjetja tlakovanje medregionalnega hrbtenično omrežje, ki uporablja optična vlakna. Uporaba teh kanalov za zunanjo opremo in klasičnih telekomunikacijskih storitev, ki uporabnikom omogoča optimizacijo finančnih stroškov vzdrževanja omrežne infrastrukture, kot tudi povečati učinkovitost prenosa podatkov.

slabosti vlaken

Na žalost, optične niti ne more storiti brez slabosti. Čeprav je vsebina teh objav je cenejši, da ne omenjam, da ni potrebe po pogoste posodobitve, stroški materiala je precej višja od kovinskih kolegi. Poleg tega je optična vlakna in njegovo uporabo v medicini zelo omejena zaradi vsebine v nekaterih zlitine svinca in cirkonijevih nečistoč, strupenih nevarnost za ljudi. V bistvu gre za najvišje modele kakovosti stekla, plastkovyh.

Proizvodnja optičnih vlaken v Rusiji

Kot del nadomestnega programa uvoza v letu 2015, je bila tovarna "Optična sistemi" odprli v Mordovia. To je edino podjetje v Rusiji, ki je v trenutku, kolikor je to mogoče poskuša zadovoljiti potrebe domačih potrošnikov v optičnih vlaken. Do leta 2015, je ruska industrija prav tako ukvarja s proizvodnjo optičnih materialov, vendar le v določenih ciljnih raziskovalnih projektov. Enako takšna situacija se nadaljuje še danes. Če bo neka družba zahtevala optiko in njeno uporabo v medicini in na področju telekomunikacijskih naprav bo finančno upravičeno, potem obstaja veliko tovarn so pripravljeni delati na teh posebnih naročil posebej. Vendar pa je serijska proizvodnja istem kablu iz vlaken bo samo Mordovia obrat deluje v bližnji prihodnosti. Poleg tega, pa je ne more zagotoviti trg v skladu z obsegom povpraševanja. Pomemben delež proizvodnje je še vedno kupil v ZDA in na Japonskem. Tudi domači izdelki so izdelani na uvoženih surovin.

zaključek

Optičnimi vlakni produkti, ki nastajajo kot segment trga je že okoli 15-20 let. V preteklih letih je bil potrošnik lahko cenijo dostojanstvo novih kablov, ampak napredek ne miruje. S povečanjem tehnične in fizikalne lastnosti in razširiti uporabo materiala. Zadnji optičnih vlaken, ki temelji na nanotehnologiji, zlasti aktivno uporabljajo v industriji nafte in plina v industriji in obrambe. Po drugi strani pa, nelinearna vlakna optika razvija, medtem ko le konceptualno, vendar zelo obetavna področja tehnologije. Med njimi so stiskanje laserskih impulzov, optični solitons, ultra-kratko optičnim sevanjem itd Očitno je, da poleg teoretičnih študij z možnostjo odpiranja in v strogo znanstvenih spoznanj, nov razvoj in omogočajo na trgu, da bi nove ponudbe strankam različnih ravneh.