Šķiedru optika un tās piemērošana

Optiskās šķiedras rāda piemēru, kā zinātniskās zināšanas tiek pārnestas uz tehnoloģisko progresu, kas galu galā padara dzīvi vieglāku kopējo cilvēku. Ar šķiedru optikas vairākus gadus saistīts sakaru līdzeklis elektrisko signālu pārsūtīšanai. Plāns dzija lielums cilvēka matu, var izmantot pārraidei plašu signālu, kas ir nepieciešami, lai darbotos tālruni, interneta pieslēgums, TV un tā tālāk. D. Protams, sakarā ar augstu operatīvās spējas optiskā šķiedra ir piemērota ne tikai mājsaimniecības vajadzībām.

signālu caur optiskās šķiedras pārraides tehnoloģija

Pati par sevi, izmantojot optisko šķiedru kā tulkotāja signāli - tikai atklāšanas zināšanu kas izskata zinātnisko sekciju optiskās šķiedras. Speciālisti šajā virzienā tiek studē informācijas pārraidi un pavairošanas gaismu, un tajā pašā kontekstā, kombinēto gaismas gidi. Pēdējais tiek izmantoti, kā izplatītāji pasaulē, un to, kā informācijas raidītāji. Starp citu, pamatojoties uz gaismas diodēm, kā mūsdienu attīstības tendencēm lāzera tehnoloģiju. Šajā gadījumā tomēr vēl viens interesants jautājums - kāda parādība ir pie sirds šķiedru optikas? Šī parādība ir iekšējais pārdomu (kopējā), elektromagnētisko starojumu, kas dielektriskās robežām, kam ir dažādi atstarošanas indeksu. Pie kam informācija nesējs kalpo ne elektromagnētisko signālu, un kodētā gaismas plūsmu. Lai saprastu pakāpi pārākumu optiskās šķiedras kabeļu tradicionālajiem metāla vajadzētu vēlreiz pievērsties to spēju. Jau minēts šķiedru pavedieni, kuru biezums ir ne vairāk kā 0,5 mm, spēj nodrošināt informācijas apjomu, kas attiecīgi būs parasto vara vadu, kura biezums ir tikai 50 mm.

Metodes ražošanas optisko šķiedru

Ir divas galvenās metodes, kas var tikt ražotas kādā optisko šķiedru. Tas ir paņēmiens, kā ekstrūzijas un kušanas izmantojot sagatavju. Pirmais tehnoloģija ļauj zemas kvalitātes plastmasas bāzes materiāls, tāpēc mūsdienās tas praktiski netiek izmantots. Otrā metode tiek uzskatīta primārais un efektīvākais. Sagatavju - ir tukšs, kas atrodas struktūrā zīmēšanai dziju. Pēc mūsdienu standartiem, sagatavju var būt augstumu līdz vairākiem desmitiem metru. Ārēji, šis stikls stienis ar kuru diametrs ir aptuveni 10 cm, no kuriem izkausēto kodols šķiedras. In izgatavošanas procesā stienis kopā ar šķiedru maisījumu tiek uzkarsēta līdz augstai temperatūrai, pēc kura vērpšanas pavedieni. Iegūtā materiāla garums var sasniegt vairākus kilometrus, lai gan šajā gadījumā diametrs paliek nemainīgs - savas automatizētās kontroles korekcijas. Atkarībā no tā, kur optiskās šķiedras, materiālu to var iepriekš apstrādāti pārklājumu, kas nodrošina fizisko un ķīmisko aizsardzību jāpiemēro. Attiecībā uz maisījumiem dzijām to sastāvā parasti ietver tādus materiālus kā poliamīda, akrilāta un silikona.

Strukturālās iezīmes optisko šķiedru

Centrālā daļa pavediens ir galvenais - ļoti kodols šķiedrvielu, kas izplatīsies gaismu darbības gaitā. Serde ir raksturīgs augsta gaismas atstarošanas indeksu, kas tiek panākts, izmantojot stiklu leģēti ar modifikācija speciālām piedevām. Piemēram, attiecībā uz kvarca šķiedras, izmantojot tipiskas sastāvdaļas, piemēram, refrakcijas stimulējošās vielas. Savukārt apvalks dara vairākas lietas, svarīgākie no kuriem ir tūlītēja fiziskā aizsardzība kodols. Šajā daļā arī nodrošina refrakcijas efektu, bet ar minimālo likmi. Robeža starp diviem materiāliem veido gaismas ceļvedi struktūru, kas neļauj apjoms tālās gaismas pārsniedz kodols. Tāpat vērts pieminēt, ir tas, ka pamati šķiedru optikas attiecas uz šķirņu materiāla šķiedras. Lai būtu precīzi, mēs runājam par dielektrisko viļņvados kas pārraida gaismas signālus.

Šķirņu optisko šķiedru

Visbiežāk kvarca, plastmasas un šķiedras flyuoridnye. Quartz dzija, pamatojoties uz kausējuma ar oksīda vai līdzīga materiāla struktūrai, tostarp piedevām silīcija oksīda. Šī sistēma ļauj ražot elastīgu un garas šķiedras, kas raksturīgs un kur augstais mehāniskā izturība. Plastmasas optiskās šķiedras izgatavotas no polimēriem, un, kā jau minēts, nevar nodrošināt augstas veiktspējas rādītājus. Jo īpaši šādas dzijas ir liels procents no datu zudumu, kas ierobežo to izmantošanu prasīga jomās. No otras puses, pieejamība plastmasas šķiedras saglabā pieprasījumu pēc šī materiāla virzienos orientēti patērētāju segmentā. Attiecībā uz flyuoridnyh optisko materiālu, to pamatā ir balstīta uz fluorozirconate un fluoroaluminate brilles. Tas ir diezgan moderna un tehnoloģiski risinājumi optisko sakaru, bet smago metālu saturu struktūrā arī novērš to lietošanu, piemēram, veselības aprūpes nozarē.

Mērīšanas iekārtas šķiedru

Visbiežāk izmantotās iekārtas kopas optisko šķiedru un sensoriem Bragg režģi. Šķiedru optikas sensori - ierīce, kas paredzēta, lai noteiktu dažas vērtības, kas raksturo stāvokli materiāla brīdī. Piemēram, dažādi sensori var noteikt deformācijas, temperatūras, vibrācijas, spiediena un citus mainīgos. Bragg režģis tās funkcijas ir tuvāk optisko īpašību. Tā ietver ar šķiedras serdi refrakcijas Aperiodic traucējumiem. Šis mērījums ļauj noteikt, kā optiskās šķiedras ir spēkā radiosignāls noteiktos apstākļos. Tāpat speciālisti izmantot OTDR, reģistrāciju skaitļus izkliedēšanu un pretestību.

Optisko šķiedru pastiprinātāji un lāzeri

Tas ir visvairāk uzlabotas produktus, kas ir izstrādāti, pamatojoties uz tehnoloģiju šķiedru optikas. Atšķirībā no citu veidu lāzeri, izmantojot optisko pavedieniem ļauj kompakta un tajā pašā laikā efektīvām ierīcēm. Jo īpaši, optiskās šķiedras tehnoloģija ir aizstāts klasiskās lāzera ierīces dēļ šādas priekšrocības:

• No siltuma noņemšanas efektivitāti.
• Palielināts izejas starojuma.
• Sūkņu efektivitāti.
• Augsta uzticamība un stabilitāte lāzeru.
• Zems svars iekārtas.

Savukārt pastiprinātāji atkarībā no veida, var izmantot mājas tīklu līnijas, palielinot darbības līmenis galveno šķiedru līniju. Tomēr darbības jomu šķiedras ir vērts apsvērt sīkāk.

Kāpēc izmantot optiskās šķiedras?

vairākas norādes, kuras izmanto optiskos materiālus var identificēt. Tas ir sfēra vietējo pieteikumu, telekomunikāciju iekārtu un datoru aprīkojumu, kā arī augsti specializētas nišas, tostarp dažas no medicīnas nozarēm. īpaša šķiedru optika tiek veiktas katrā no šiem segmentiem. Izmantot kā standarta TV pārraides vidi un interneta signālu, piemēram, ierobežotās lētas plastmasas modeļiem vidējas kvalitātes. Bet par lāzera iekārtām un dārgas medicīniskās ierīces izmanto augstas kvalitātes kvarca šķiedras, ja kā papildu modifikatorus.

Par optisko šķiedru izmantošana medicīnā

Šādas šķiedras var izmantot medicīnas iekārtu un instrumentu. Standarta metode ietver iespēju ieviest īpašu aparātu uz refracted gaismas šķiedru, kas jau orgāna var pārraidīt signālu uz ārēju televīzijas kameru. Fiber optics izmanto medicīnā un kā apgaismes materiāls. Aparatūra aprīkots ar šķiedras moduļiem ļauj nesāpīgi izcelt kuņģa dobumu, aizdegunes, uc

Par optisko šķiedru izmantošana datortehniku

Iespējams, šis ir visizplatītākais niša, kura ir atradusi savu vietu šķiedru. Bez tam šobrīd nevar darīt saikni starp atsevišķām ierīcēm, kas pārraida informāciju. Protams, tas attiecas uz tām jomām, kur tas ir iespējams vai nav lietderīgi izmantot bezvadu savienojumus, kas ir arī aktīvi aizstājot kabeļus kā tādu. Piemēram, lielākie telekomunikāciju uzņēmumi ir bruģējot starpreģionu pamattīklā, kas izmanto optiskās šķiedras. No šiem kanāliem par to perifēro iekārtu un tradicionālo telekomunikāciju pakalpojumu izmantošana ļauj lietotājiem, lai optimizētu finanšu izmaksas uzturēšanas tīkla infrastruktūras, kā arī palielināt efektivitāti datu pārraidi.

trūkumi šķiedru

Diemžēl, optikas šķipsnas nevar iztikt bez trūkumiem. Kaut saturs šāda norīkojuma ir lētāk, nemaz nerunājot par trūkumu nepieciešamību bieži atjauninājumus, izmaksas materiāla ir daudz augstāka nekā metāla kolēģiem. Turklāt, šķiedru optikas un tās izmantošana medicīnā, ir ļoti ierobežota, jo satura dažos sakausējumu svina un cirkonija piemaisījumu, toksisko apdraudējumu cilvēkiem. Būtībā tas attiecas uz augstākās kvalitātes stikla modeļus, nevis plastkovyh.

Ražošana optisko šķiedru Krievijā

Kā daļu no importa aizstāšanas programmu 2015. gadā, rūpnīcas "Optisko sistēmas" tika atvērts Mordovijas. Tas ir vienīgais uzņēmums Krievijā, kas tajā brīdī, cik vien iespējams, cenšas, lai apmierinātu iekšzemes patērētājiem, kas ir optisko šķiedru. Līdz 2015. gadam Krievijas nozare ir arī iesaistīta ražošanā optiskās šķiedras materiālu, bet tikai dažiem mērķtiecīgu projektiem. Tāda pati situācija turpinās arī mūsdienās. Ja noteikta kompānija prasīs optiskās šķiedras un tās izmantošanu medicīnā un jomā telekomunikāciju iekārtu tiks finansiāli pamatota, tad tur ir daudz rūpnīcām ir gatavi strādāt pie šādiem īpašiem pasūtījumiem individuāli. Tomēr masveida ražošanu pašu kabeli no šķiedru tikai Mordovijas augs darbosies tuvākajā nākotnē. Turklāt, lai gan viņš nav spējīgs apgādāt tirgu saskaņā ar apjoma pieprasījumu. Ievērojama daļa produkcijas joprojām nopirka ASV un Japānā. Pat vietējie produkti tiek ražoti uz importētām izejvielām.

secinājums

Optisko šķiedru produkti veidoti kā tirgus segmentā jau ir apmēram 15-20 gadus. Gadu patērētājs varēja novērtēt cieņu jaunu kabeļu, bet progress nestāv. Ar palielinot tehniskās un fiziskās īpašības un paplašināt piemērošanu materiāla. Jaunākais optiskās šķiedras, balstoties uz nanotehnoloģijām, jo īpaši aktīvi izmanto naftas un gāzes rūpniecības un aizsardzības nozarē. Savukārt, nelineāra šķiedru optika attīsta bet tikai konceptuāla, bet ļoti daudzsološas jomas tehnoloģijas. Starp tiem ir kompresijas lāzera impulsiem, optisko solitons, ultra-īsu optiskā starojuma, uc Ir skaidrs, ka papildus teorētiskām studijām ar iespēju atvērt un laikā strikti zinātnes atziņām, jaunām tendencēm un ļaut tirgum jaunus piedāvājumus klientiem dažādos līmeņos.