סיבים אופטיים ויישומה

סיבים אופטיים להראות דוגמא לאופן שבו ידע מדעי מועבר ההתקדמות הטכנולוגית כי בסופו של דבר להפוך את החיים לקלים יותר עבור האדם הפשוט. עם סיבים אופטיים במשך כמה שנתי התקשורת קשורה אומרת להעברת אותות חשמליים. גודל חוט דק של שיער אדם יכול לשמש להעברת מגוון רחב של אותות כי נדרשים להפעיל את הטלפון, חיבור לאינטרנט, טלוויזיה וכן הלאה. ד כמובן, בשל יכולות מבצעיות גבוהות של סיבים אופטיים יושם לא רק לצרכים ביתיים.

לאותת באמצעות טכנולוגיית שידור סיב אופטי

כשלעצמו, את השימוש בסיבים אופטיים כמו אותות אונליין - רק הגילוי של ידע אשר בוחן את הקטע המדעי של סיבים אופטיים. מומחים בכיוון זה לומדים על תעבורת המידע ואת התפשטות האור, וגם באותו הקשר, המדריכים אור בשילוב. זה האחרון משמש, וכפי מפיצים של העולם ואיך משדרי המידע. אגב, מבוסס על דיודות פולטות אור כמו מגמות מודרניות של התפתחות טכנולוגיית לייזר. במקרה זה, עם זאת, שאלה מעניינת אחרת - מה תופעה שעומדת בלב של סיבים אופטיים? תופעה זו של ההתבוננות הפנימית (סה"כ) קרינה אלקטרומגנטית בתחומי דיאלקטרי בעל מדדי שבירה שונים. שבו המוביל מידע משרת לא אות אלקטרומגנטים, וכן שטף אור מקודד. כדי להבין את מידת העליונות של כבלי סיבים אופטיים אל המתכת המסורתית צריכים שוב לפנות בתפקידם. כאמור סיב חוט שאת עובי הוא לא יותר מ 0.5 מ"מ, הוא מסוגל לספק את כמות המידע אשר ישמש חיווט נחושת קונבנציונלי עם עובי של רק 50 מ"מ.

שיטות של סיבים אופטיים וייצור

ישנן שתי שיטות עיקריות, אשר יכול להיות יוצר סיב אופטי. זוהי טכניקה של Preforms באמצעות שחול ההיתוך. הטכנולוגיה הראשונה מאפשרת חומר מבוסס פלסטיק באיכות נמוכה, כך היום הוא כמעט לא בשימוש. השיטה השנייה נחשבת העיקרי והיעיל ביותר. Preform - הוא ריק, הממוקם במבנה לציור חוטים. על פי אמות מידה מודרניות, preform עשויה להיות בגובה של עד כמה עשרות מטרים. כלפי חוץ, מוט זכוכית זו בקוטר של כ 10 סנטימטרים, שממנה סיבי ליבה המומסים. בתהליך ייצור מוט יחד עם תערובת של סיבים הוא מחומם לטמפרטורה גבוהה, שלאחריו חוטים ספינינג. אורכו של חומר וכתוצאה מכך יכול להגיע לכמה קילומטרים, אם כי במקרה זה הקוטר נשאר קבוע - התאמות הניהול האוטומטיות שלה. תלוי איפה הסיבים האופטיים, חומר זה עשוי להיות ציפויים מראש מעובד המספקים הגנה פיזיקאלית וכימית כדי להיות מיושמות. ובאשר תערובות עבור חוטי בהרכב שלהם בדרך כלל כולל חומרים כגון polyimide, acrylate, וכן סיליקון.

תכונות מבניות של הסיבים האופטיים

החלק המרכזי של החוט הוא הליבה - ליבת מאוד של סיבים, אשר יתפשט האור במהלך המבצע. ליבת מאופיין מדדים שבירים אור גבוהים כי מושגת באמצעות הזכוכית מסוממת עם תוספים מיוחדים שינוי. לדוגמה, עבור סיבי סיליקה באמצעות רכיבים טיפוסיים כמו dopant השבירה. בתורו, הקליפה עושה כמה דברים, שהחשוב שבהם הוא הגנה פיזית מיידית של הליבה. גם זה חלק מספק אפקט שביר, אך עם שיעור מינימאלי. הגבול בין שני החומרים יוצר מבנה מדריך אור אשר אינו מאפשר את עוצמת הקול של הקורה המרכזי להאריך מעבר הליבה. כמו כן ראוי לציין כי את היסודות של סיבים אופטיים מתייחסים הזנים של סיבי חומר. ליתר דיוק, מדובר בגלבו דיאלקטרי שמשדרים אותות אור.

זנים של סיבים אופטיים

הקוורץ הנפוץ ביותר, פלסטיק וסיבי flyuoridnye. קוורץ חוט מבוסס על להמס ידי תחמוצת או מבנה חומר דומה כולל תחמוצת סיליקון מסוממת. מסגרת זו מאפשרת לייצר סיבים גמישים ארוכים, מאופיינים שבה החוזק המכאני הגבוה. סיבים אופטי פלסטיק העשויים פולימרים, כפי שכבר הוזכר, לא יכול להבטיח דמויות ביצועים גבוהות. בפרט, יש חוטים כאלה שאחוז ניכר של אובדן נתונים, אשר מגביל את השימוש בהם בתחומים תובעניים. מצד השני, סיבי פלסטיק affordability שומרים על ביקוש החומר הזה לכיווני אורינטציה במגזר צרכני. באשר חומרים אופטיים flyuoridnyh, הבסיס שלהם מבוסס על משקפי fluorozirconate ו fluoroaluminate. זה די פתרונות מודרניים מבחינה טכנולוגית מתקדמת עבור תקשורת אופטית, אבל התוכן של מתכות כבדות במבנה גם מונע את השימוש בהם, למשל, בתעשיית הבריאות.

מדידת ציוד עבור סיבים

הציוד הנפוץ ביותר בשימוש בערכות של סיבי חיישנים האופטיים הם סורגים בראג. חיישנים אופטיים סיבים - התקן המיועד לתקן ערכים מסוימים שמאפיינים את מדינת חומר כרגע. לדוגמה, חיישנים שונים יכולים לקבוע את המתח, טמפרטורה, רעידות, לחץ, ומשתנים אחרים. בראג הסורג על תפקודו הוא קרוב יותר מאפיינים אופטיים. היא לוכדת את הפרעת aperiodic שבירת ליבת סיבים. מדידה זו מאפשרת לקבוע כיצד סיבים אופטיים יעילים אות השידור בנסיבות מסוימות. כמו כן, מומחים להשתמש OTDR, פיזור דמויות רישום והתנגדות.

מגברי לייזרי סיבים אופטיים

זהה את המוצרים המתקדמים ביותר, אשר מפותחים על בסיס הטכנולוגיה של סיבים אופטיים. בניגוד לסוגים אחרים של לייזרים, שימוש סיבים אופטיים מאפשר קומפקטי ובאותו המכשירים היעילים זמן. בפרט, טכנולוגית סיבים אופטיות החליפה את התקני ליזר הקלסיים בשל היתרונות הבאים:

• היעילות של הסרת חום.
• שיעורים גדלים של קרינת פלט.
• לשואב יעיל.
• אמינות ויציבות גבוהה של לייזר.
• ציוד במשקל נמוך.

בתורו, את המגברים בהתאם לסוג ניתן להשתמש בקווי רשת ביתית, הגדלת רמת הביצועים בקו הסיבים העיקרי. עם זאת, היקף פעילות של הסיבים שווה בהתחשב ביתר פירוט.

למה להשתמש סיבים אופטיים?

בכמה כיוונים, אשר משתמשים בחומרי סיבים אופטיים יכולים להיות מזוהים. זהו המרחב של יישומים ביתיים, ציוד תקשורת, ציוד מחשב, כמו גם נישות מאוד מיוחדות, כוללים כמה סניפים של רפואה. סיבים אופטיים מיוחד נעשה עבור כל אחד מהתחומים אלה. השתמש כמו תקשורת שידור טלביזיה רגילה או אות אינטרנט, למשל, מודלים מפלסטיק זולים מוגבלים באיכות בינונית. אבל עבור ציוד הליזר ומכשור רפואי יקר להשתמש סיבים קוורץ באיכות גבוהה ספקו כמו מכפילים נוספים.

השימוש בסיבים אופטיים ברפואה

סיבים כאלה עשויים לשמש בציוד ומכשירים רפואיים. הטכניקה הסטנדרטית כרוכה האפשרות להנהיג מנגנון מיוחד על סיבי האור נשברו כי הם כבר האיבר בגוף יכול לשדר אות מצלמת טלביזיה חיצונית. סיבים אופטיים משמש ברפואה כחומר תאורה. המכשיר מצויד מודולים סיבים מאפשר לך כאבים כדי להדגיש את חלל הבטן, לוע אף, וכו '

השימוש בסיבים אופטיים למכשור מחשבים

אולי זו הנישה הנפוצה ביותר, אשר מצאה את מקומה סיבים. בלי זה היום לא יכול לעשות את הקישור בין מכשירים בודדים שמשדרים מידע. כמובן, זה חל על אזורים שבהם לא ניתן או לא ראוי להשתמש חיבורים אלחוטיים, אשר גם מחליפים כבלים פעיל ככזה. לדוגמא, חברות התקשורת הגדולות הם סוללות את רשת השדרה האזורית, אשר משתמשת סיבים אופטיים. השימוש בערוצים אלה עבור הציוד ההיקפי ושירותי תקשורת קונבנציונליים מאפשר למשתמשים לייעל את העלויות הכספיות של תחזוקה של תשתית הרשת, כמו גם להגביר את היעילות של העברת הנתונים.

חסרונות של סיבים

למרבה הצער, גדילים אופטיים לא יכולים לעשות בלי חולשות. למרות התוכן של פרסום כזה הוא זול יותר, שלא לדבר על חוסר צורך העדכונים תכופים, העלות של החומר היא הרבה יותר גבוהה מאשר עמיתיהם מתכת. בנוסף, סיבים אופטיים והשימוש בו ברפואה מוגבל מאוד בגלל התוכן סגסוגות כמה זיהומים להוביל זירקוניום, מפגע רעיל לבני אדם. בעיקרון זה נוגע מודלים זכוכית באיכות הגבוהה ביותר, לא plastkovyh.

הפקה של סיבים אופטיים ב רוסיה

במסגרת תכנית תחליפי היבוא ב 2015, המפעל "מערכות הסיבים אופטיים" נפתחו מורדוביה. זהו הארגון היחיד ברוסיה, אשר כרגע ככל האפשר מנסה לענות על הצרכים של צרכנים המקומיים של הסיבים האופטיים. עד 2015, תעשיית רוסית עוסקת גם בייצור של חומרי סיבים אופטיים, אבל רק בתוך פרויקטים ממוקדים מסוימים. אותו סוג של המצב ממשיך היום. אם חברה מסוימת תדרוש סיבים אופטיים והשימוש בו ברפואה ובתחום של מתקני תקשורת יהיה מוצדקת מבחינה כלכלית, אז יש הרבה מפעלים מוכנים לעבוד על הזמנות מיוחדות כגון בנפרד. עם זאת, ייצור המוני של אותו כבל מן הסיבים רק צמח מורדוביה יעבוד בעתיד הקרוב. יתר על כן, בעוד שהוא אינו מסוגל לספק את השוק בהתאם להיקף הביקוש. חלק משמעותי הייצור עדיין קנה בארצות הברית וביפן. אפילו מוצרים ביתיים מיוצרים על חומרי גלם מיובאים.

מסקנה

מוצרי סיבים אופטיים נוצרו כמגזר של השוק הם כבר על 15-20 שנים. במהלך שנתי הצרכן היה מסוגל להעריך את כבודו של כבלים חדשים, אבל התקדמות אינה שוקטת על שמרים. עם הגדלת איכויות טכניות ופיזיות וכן להרחיב את היישום של החומר. הסיב האופטי האחרון המבוסס על ננוטכנולוגיה, בפרט, בשימוש פעיל בתעשיית הנפט וגז תעשיית ההגנה. בתורו, סיבים אופטיים קוי מפתחת בעוד רק רעיוני, אבל מאוד תחומים מבטיחים של טכנולוגיה. ביניהם יש את הדחיסה של פעימות לייזר, סוליטונים אופטיים, קרינה אופטית אולטרה-קצרים, וכו ' ברור כי בנוסף מחקרים תיאורטיים עם אפשרות פתיחה ותוך ידיעה מדעית גרידא, התפתחויות חדשות ולאפשר לשוק להציע הצעות חדשות ללקוחות של רמות שונות.