Сноп оптични влакна
Едно оптично влакно - нишка от оптично прозрачен материал (стъкло, пластмаса), използвани за предаване на светлина в себе си чрез пълно вътрешно отражение.
Fiber Optics - раздел приложни науки и инженерство, описващи такива влакна. Кабели на базата на оптични влакна, използвани в съобщения от оптични влакна. което позволява прехвърлянето на информация на дълги разстояния с висока скорост на предаване на данни, отколкото в електронна комуникация [1]. В някои случаи те се използват и за създаване на сензори.
принцип светлопропускливост използва в оптични влакна се демонстрира за първи път в XIX век, но широко използване е възпрепятствано от липсата на подходящи технологии.
Широкото прехода към оптична технология намесва с високо затихване в оптично влакно, така конкуренцията с медни линии е невъзможно. Само през 1970 г., Corning е (. Английски) успя да се наложи търговско производство на влакна с ниско затихване - 17db / км. няколко години - до 4 db / км. Влакното е многомодово и го подаде няколко режима на светлина. До 1983 г. той овладял производството на един режим влакна, които предават един режим.
В Русия, първите оптични линии са се появили в Москва. Оптичните връзки първи подводница влакна стават Санкт Петербург магистрала - Aberslund (Дания), построена от "Sovtelekom" (днес PJSC "Ростелеком" [3]).
Стъклени оптични влакна, направени от кварцово стъкло. но с инфрачервени диапазон могат да се използват други материали, като флуорцирконат, fluoroaluminate и халкогенидни очила. Подобно на други очила, те имат коефициент на пречупване на около 1.5.
В момента тя се развива използването на пластмасови оптични влакна. Сърцевината на тези влакна, изработени от полиметилметакрилат (ПММА) и черупката на флуорирани РММА (флуорополимери).
Оптичното влакно обикновено има кръгло напречно сечение и се състои от две части - сърцевината и обвивката. За да се осигури пълно вътрешно отражение на индекса на пречупване абсолютен ядро малко по-висока, отколкото на индекса на пречупване облицовка. Сърцевината се състои от чист материал (стъкло или пластмаса), и е с диаметър 9 микрона (един режим влакна), 50 или 62,5 микрона (за многорежимните влакна). Черупката има диаметър от 125 микрона, и се състои от материал с добавки, които променят индекса на пречупване. Например, ако индекс на пречупване облицовка е 1.474, индекса на пречупване на ядрото - 1479. Лъчът на светлина насочва в сърцевината, ще се разпростре върху него многократно отразена от черупката.
Още сложни конструкции: двуизмерен фотонни кристали може да се използва като ядро и обвивка. вместо промяна в индекса на пречупване често се използва влакна с градиент индекс на пречупване профил, формата на сърцевината може да бъде различен от цилиндрична. Тези конструкции позволяват на влакната специални свойства: задържане на поляризация на светлината на размножителен, намаляване на загубите, дисперсия влакна и др промяна.
Оптични влакна, използвани в областта на телекомуникациите обикновено имат диаметър от 125 ± 1 микрона. Диаметър на сърцевината може да варира в зависимост от вида на фибри и национални стандарти.
Профил на коефициента на пречупване на различни видове оптични влакна:
горния ляв - един вид влакно;
долния ляв - пристъпи многомодовото влакно;
Точно - градиент влакна с параболичен профил
Оптичните влакна могат да бъдат един вид и многофункционални. Диаметърът на сърцевината на единични режим влакна е от 7 до 10 микрона. Поради малкия диаметър на сърцевината на оптично лъчение се разпространява по протежение на влакното в единична (основно, основен) режим и, като резултат, не intermode дисперсия.
Има три основни типа на един режим влакна:
- singlemode влакна със стъпка безпристрастен отклонение (стандарт) (. СМФ или SM, Eng индекс стъпка и огън m ода е IBER), определена от ITU-T препоръка G.652 и се използва в повечето оптични комуникационни системи;
- един дисперсия режим изместен влакна (DSF или DS, Engl. г ispersion изместен и огън режим е IBER), определена от ITU-T препоръка G.653. Влакната на DSF използване на примес региона на нула дисперсия изместен в третия прозореца на прозрачност. където наблюдава минимално затихване;
- singlemode влакна с ненулева дисперсия изместен (NZDSF, NZDS или NZ, Engl. п по-Z СЕР г ispersion изместен и огън режим е IBER), определена от ITU-T препоръка G.655.
Многомодовото влакна се характеризират с един режим диаметър на сърцевината, който е 50 микрона в Европейския стандарт, и 62.5 микрона в Северна Америка и японски стандарти. Поради големия диаметър на сърцевината многомодовото влакно се простира няколко режима радиация - всеки под различен ъгъл, поради което на светлинния импулс изпитва изкривяване и дисперсия на камбана-правоъгълна завои.
Многомодовото влакна се разделят на пристъпи и градиент. Влакната от етап коефициент на пречупване на черупката на промените основните рязко. градиент влакна тази промяна е различен - индекс на пречупване постепенно се увеличава от ръба към центъра. Това води до феномена на пречупване в ядрото, като по този начин намаляване на ефекта на дисперсия на изкривяване на оптичен импулс. Профил на градиент индекс на пречупване влакно може да бъде параболична. триъгълна. счупени, и така нататък. г.
Полимер (пластмаса) влакна произвеждат диаметър 50, 62.5, 120 и 980 микрометъра и диаметър облицовка от 490 и 1000 микрона.
Най-големите производители на оптични влакна [цитиране необходими 988 дни]:
В руски оптични влакна са произведени в завода "системи оптични влакна" [5]
Оптични влакна комуникация
Fiber оптичен сензор
Оптични влакна може да се използва като сензор за измерване на напрежение, температура, налягане и други параметри. Малък размер и практическата липса на необходимост от електрическа енергия дадена оптични сензори предимства пред традиционните електрически в определени области.
Оптичното влакно се използва в сеизмични хидрофони или сонарни устройства. Системи са с хидрофони, в която кабелна влакна да имат повече от 100 сензори. сензор система gidrofonovym използван в петролната индустрия, както и парк от някои страни. Немската фирма Sennheiser разработен лазерен микрофон, основните елементи са лазерен излъчвател отразява мембрана и оптичното влакно [11].
Оптични сензори, които измерват температура и налягане, предназначен за измервания в петролни кладенци. Те са много подходящи за такава среда, работещи при температури твърде високи за полупроводникови сензори.
New химически сензор (датчици) е създаден с помощта на полимерните оптичните влакна, които са намерили широко приложение в екологията, например, за откриване на амониев във водна среда [12].
Разработен устройство за защита дъга с датчици оптични влакна, които основните предимства пред конвенционалните устройства за защита дъга са: висока скорост, имунитет към електромагнитни смущения, гъвкавост и лекота на инсталиране, диелектричните свойства.
Оптични влакна се използва лазерен жироскоп. използвана в Боинг 767 [редактиране 1432 дни], а в някои коли модели (за навигация). Оптични жироскопи, използвани в космически кораб "Съюз". [13] Специални интерферометрични сензори от оптични влакна се използват в магнитното поле и електричен ток. Това влакно, получено чрез въртене на заготовката със силна вграден в двойно пречупване.
Други приложения на оптично влакно
Disc фризби. осветен оптично влакно
Оптичното влакно се използва в строителството на лазерно влакно.
Свързани статии