optikai szál
Egy optikai szálköteg
Az optikai szál - szál egy optikailag átlátszó anyagból (üveg, műanyag) használt átvitelére fényt önmagán belül teljes belső visszaverődés.
Fiber Optics - szakasz Applied Science and Engineering, leírja az ilyen szálakat. Kábelek alapján az optikai szálak használt optikai szálas kommunikáció. amely lehetővé teszi az információk átadását nagy távolságokra nagyobb adatátviteli sebesség, mint az elektronikus kommunikáció során [1]. Egyes esetekben ők is létrehozásához használt érzékelők.
fényáteresztő elvét használják száloptika először bizonyította a XIX században, de széles körben elterjedt használata akadályozta a nem megfelelő technológia.
A széles körben elterjedt átmenet üvegszálas technológia zavarta magas csillapítása az optikai szál, így a verseny rézvezetékeknél lehetetlen volt. Csak 1970-ben, Corning (. Angol) sikerült megállapítani a kereskedelmi szálak gyártására alacsony csillapítás - 17 dB / km. egy-két év - 4 dB / km. A szálak egy multi és letette több mód a fény. 1983-ban, azt elsajátította a termelés egymódusú szálak, amely átment egy módot.
Oroszországban az első száloptikás vonalak jelentek meg Moszkvában. Az első tengeralattjáró száloptikás kapcsolatok váltak St. Petersburg autópálya - Aberslund (Dánia), beépített "Sovtelekom" (ma PJSC "Rostelecom" [3]).
Üveg optikai szálak kvarcból üveg. de a távoli infravörös tartományban lehet használni más anyagok, mint például a fluorocirkonát, fluor-aluminát, és a kalkogén üvegek. Mint a többi szemüveg, ezek törésmutatója 1,5.
Jelenleg fejlődik a műanyag optikai szálak. A mag egy ilyen szál készült polimetilmetakrilát (PMMA), és a héj a fluorozott PMMA (fluorpolimerek).
Az optikai szál általában egy kör keresztmetszetű, és két részből áll - a mag és a burkolat. Ahhoz, hogy a teljes belső visszaverődés az abszolút mag törésmutatója valamivel magasabb, mint a burkolat törésmutatója. A mag anyaga tiszta anyag (üveg vagy műanyag), és az átmérője a 9 mikron (egymódusú), 50 vagy 62,5 mikron (a multimódusú szálak). A héj átmérője 125 mikron, és áll egy anyag dópoló anyaggal, hogy a változás a törésmutatót. Például, ha a törésmutató burkolat van 1.474, a törésmutatója a mag - 1,479. A fénysugár irányul a magot, lesz szétterítettük, többször tükröződik a héj.
Bonyolultabb konstrukciók: egy kétdimenziós fotonikus kristályok lehet használni, mint a mag és a héj. helyett egy lépést változás a törésmutató gyakran használják a szálakat, amelyek változó törésmutatóval profil, az alak a mag lehet eltérő hengeres. Az ilyen tervek lehetővé teszik a szálak különleges tulajdonságokkal: retenciós polarizáció szaporító fény, veszteségek csökkentése száldiszperzióból stb változás.
Optikai szálak használt távközlési átmérője általában 125 ± 1 mikron. Magátmérő függően változhat, hogy milyen típusú rost és nemzeti szabványoknak.
Profilja a törésmutató a különböző típusú optikai szálak:
bal felső - egy egymódusú;
bal alsó - lépcsős multimódusú szál;
Jobb - gradiens szál parabolikus profilt
Optikai szálak lehetnek egyetlen mód és multimódusú. A mag átmérője egymódusú szálak 7-10 mikron. Mivel a kis mag átmérője az optikai sugárzás mentén terjed a szál egyetlen (bázikus, alapvető) mód és, ennek eredményeként, nem intermode diszperziót.
Három fő típusa egymódusú:
- singlemode szál egy szakaszát torzítatlan variancia (standard) (. SMF vagy SM, Eng lépcsős index s ingle m ode f IBER), által meghatározott ITU-T G.652, és használják a legtöbb optikai kommunikációs rendszerek;
- egymódusú diszperziós szál (DSF vagy DS, Engl. d ispersion eltolódott s ingle módja f IBER), által meghatározott ITU-T G.653. A szálak a DSF segítségével a szennyező tartományában zérus eltolt diszperziós a harmadik ablakban az átláthatóság. ahol a megfigyelt minimális csillapítás;
- singlemode szál nem nulla diszperziós tolódott (NZDSF, NZDS vagy NZ, Engl. n on-Z ero d ispersion eltolódott s ingle módja f IBER), által meghatározott ITU-T G.655.
Multimódusú szálak jellemzi egymódusú mag átmérője van, amely 50 mikron európai szabvány, és 62,5 mikron az észak-amerikai és a japán szabványoknak. Mivel a nagy átmérőjű mag multimódusú szál kiterjed több sugárzást módok - mindegyik alatt egy másik szögben, ami miatt a fényimpulzus tapasztalható torzítás és diszperzióját egy harang-téglalap fordulatok.
Multimódusú szálak vannak osztva lépett és a gradiens. A szálak lépés a törésmutatója a héj a mag hirtelen megváltozik. A gradiens szálak ez a változás a különböző - a törésmutató fokozatosan növekszik a szélétől a központba. Ez vezet a jelenség a fénytörés a magban, ezáltal csökkentve a hatása diszperzió torzulásának optikai impulzus. Profilja a gradiens törésmutató szál lehet parabola. háromszög. törve, és így tovább. d.
Polimer (műanyag) szálak előállításához átmérő 50, 62,5, 120 és 980 mikrométer, és a burkolat átmérője 490 és 1000 um.
A legnagyobb gyártó az optikai szálak [szerkesztés 988 nap]:
Az orosz optikai szálakat a gyár „optikai szál rendszerekben” [5]
Optikai szál kommunikációs
Fiber-optikai érzékelő
Optikai szál lehet használni, mint egy mérő érzékelőt feszültség, hőmérséklet, nyomás és egyéb paraméterek. Kis mérete és a virtuális hiányában villamos energia igénnyel adott száloptikai érzékelő előnye van a hagyományos elektromos bizonyos területeken.
A alkalmazott optikai szál a szeizmikus hidrofonokat vagy szonikus eszközök. Rendszerek vannak hidrofonokat amelyben üvegszálas kábel, hogy több mint 100 szenzor. Rendszer gidrofonovym használt érzékelő az olajiparban, valamint a flotta egyes országokban. Német cég Sennheiser kifejlesztett egy lézeres mikrofonnal, a fő elemei a amelyek lézerjelforrásként tükröző membrán és az optikai szál [11].
Száloptikai érzékelők mérik a hőmérséklet és a nyomás tervezett mérések olajkutak. Ezek jól alkalmazható az ilyen közepes, dolgozó hőmérsékleten túl magas a félvezető érzékelők.
Új kémiai érzékelő (szenzor) hozták létre, a polimer optikai szálak, amelyek széleskörű alkalmazásra találtak az ökológia, például kimutatására ammónium vizes környezetben [12].
A fejlett ív védelmi eszköz az optikai szálas érzékelők, amelyek a fő előnyökkel ív védőberendezések: nagy sebességű, immunitás az elektromágneses interferencia, a rugalmasság és a könnyű telepítés, a dielektromos tulajdonságok.
Optikai szál használják a lézert giroszkóp. használt Boeing 767 [szerkesztés 1432 nap] és néhány autó modellek (navigációs). Száloptikai giroszkóp használt űrhajók „Szojuz”. [13] Különleges optikai szálas interferometrikus érzékelőt használ a mágneses mező és elektromos áram. Ez nyert rost forgatásával előgyártmány egy erős beépített kettős törést.
Egyéb alkalmazások az optikai szál
Disc frizbi. megvilágított optikai szál
Az optikai szál az építőiparban felhasznált egy szál lézer.