Fiber optik og dens anvendelse

Optiske fibre viser et eksempel på, hvordan videnskabelig viden overføres til den teknologiske udvikling, der i sidste ende gøre livet lettere for den menige mand. Med fiberoptik i flere år i forbindelse kommunikationsorgan til at transmittere elektriske signaler. Tynd garn størrelse af et menneskehår, kan anvendes til transmission af en bred vifte af signaler, der kræves for at betjene telefonen, internetforbindelse, tv og så videre. D. Selvfølgelig på grund af de høje operationelle kapacitet af fiberoptik er blevet anvendt til ikke blot at husstandens behov.

signalere gennem en optisk fiber transmission teknologi

I sig selv er anvendelsen af en optisk fiber som oversætter -signaler - kun fremlæggelse af viden der undersøger videnskabelige sektion af fiberoptik. Specialister i den retning studerer information transmission og udbredelse af lys, og i samme forbindelse, de kombinerede lysledere. Sidstnævnte anvendes, og som distributører af verden og hvordan oplysningerne sendere. Af den måde, baseret på lysdioder som moderne tendenser i udviklingen af laserteknologi. I dette tilfælde er der imidlertid en anden interessant spørgsmål - hvad fænomen ligger i hjertet af fiberoptik? Dette fænomen af intern refleksion (total) elektromagnetisk stråling i de dielektriske grænser med forskellige brydningsindekser. Hvor informationerne bæreren tjener ikke elektromagnetisk signal, og et kodet lysstrøm. For at forstå graden af overlegenhed af lyslederkabler til den traditionelle metal skal igen henvende sig til deres kapacitet. Allerede nævnt garn fiber, hvis tykkelse ikke er mere end 0,5 mm, er i stand til at levere den mængde information, som vil tjene konventionel kobber ledninger med en tykkelse på kun 50 mm.

Fremgangsmåder til fremstilling af optisk fiber

Der er to primære metoder, der kan fremstilles i en optisk fiber. Dette er en teknik, ekstruderings- og smeltende anvendelse præforme. Den første teknologi tillader lav kvalitet plast-materiale, så i dag er det stort set ikke brugt. Den anden metode anses den primære og mest effektive. Præformen - er tomt, beliggende i strukturen til at trække garn. Ved moderne standarder, kan præformen have en højde på op til flere snese meter. Udadtil denne glasstav med en diameter på ca. 10 cm, hvorfra den smeltede kerne fiber. I fremgangsmåden til fremstilling af stang sammen med en blanding af fibre opvarmes til en høj temperatur, hvorefter en spinding filamenter. Længden af det resulterende materiale kan nå flere kilometer, selvom diameteren i dette tilfælde forbliver konstant - dens automatiske kontrolsystem justeringer. Afhængigt af hvor fiberoptik, materiale til det kan forud behandles overtræk, der giver fysisk og kemisk beskyttelse, der skal anvendes. Som for blandinger til garner i deres sammensætning omfatter normalt materialer, såsom polyimid, acrylat og silikone.

Strukturelle træk af den optiske fiber

Den centrale del af tråden er kernen - selve kernen af fiberen, som vil sprede lyset i løbet af operationen. Kernen er kendetegnet ved høje lys brydningsindekser, der opnås ved hjælp af glas doteret med modifikation specielle additiver. For eksempel til siliciumdioxidfibre ved hjælp af typiske komponenter såsom refraktivt doteringsmiddel. Til gengæld skallen gør flere ting, den vigtigste af dem er den umiddelbare fysiske beskyttelse af kernen. Denne del giver også en brydning effekt, men med et minimum rate. Grænsen mellem de to materialer danner en lysleder struktur, som ikke tillader volumenet af fjernlys strække sig ud over kernen. Også værd at bemærke er, at grundlaget for fiberoptik refererer til de sorter af materialefibre. For at være præcis, taler vi om de dielektriske bølgeledere, der sender lyssignaler.

Sorter af optiske fibre

Den mest almindelige kvarts, plast og fiber flyuoridnye. Kvarts garn baseret på smelten ved oxid eller lignende materiale, der indbefatter doteret siliciumoxid. Denne ramme gør det muligt at fremstille fleksible og lange fibre, kendetegnet, og hvor den høje mekaniske styrke. Plast-lysledere fremstillet af polymerer og, som allerede nævnt, kan ikke sikre høje tal ydeevne. Især sådanne garner har en stor procentdel af datatab, hvilket begrænser deres anvendelse i krævende områder. På den anden side, pris plast fiber holder efterspørgslen efter dette materiale i retninger orienterede forbruger segment. Som for flyuoridnyh optiske materialer, er deres fundament baseret på fluorozirconate og fluoroaluminate briller. Det er ganske moderne og teknologisk avancerede løsninger til optisk kommunikation, men indholdet af tungmetaller i strukturen forhindrer også deres brug, for eksempel i sundhedsindustrien.

Måleudstyr til fiber

Det mest almindelige udstyr, der anvendes i sæt af den optiske fiber og sensorer er Bragg-gitre. Fiberoptiske sensorer - en anordning beregnet til at fastgøre nogle værdier, der kendetegner tilstanden af materialet i øjeblikket. For eksempel kan forskellige sensorer bestemme stammen, temperatur, vibration, tryk og andre variable. Bragg-gitter af dens funktion det er tættere på de optiske egenskaber. Det fanger i fiberkernen refraktive aperiodisk forstyrrelse. Denne måling gør det muligt at bestemme, hvordan fiberoptik er effektive i sendesignalet under visse omstændigheder. Også specialister bruge en OTDR, den indregistreringstal dissipation og modstand.

Optiske fiberforstærkere og lasere

Dette er de mest avancerede produkter, som er udviklet baseret på teknologien af fiberoptik. I modsætning til andre typer af lasere, brugen af optiske fibre giver mulighed for kompakt og på samme tid effektive apparater. Især har fiberoptik teknologi erstattet de klassiske laserenheder på grund af de følgende fordele:

• Effektiviteten af fjernelse af varme.
• Større procentdel af produktionen stråling.
• Pumpning effektivitet.
• Høj pålidelighed og stabilitet af laseren.
• Lav vægt udstyr.

Til gengæld kan forstærkerne afhængig af typen bruges i hjemmet networking linjer, hvilket øger ydeevnen niveau den vigtigste fiber linje. Men omfanget af driften af fiberen er værd at overveje nærmere.

Hvorfor bruge fiberoptik?

flere retninger, som anvender fiberoptiske materialer kan identificeres. Dette er inden for indenlandske applikationer, telekommunikationsudstyr, og edb-udstyr, samt højt specialiserede nicher, herunder nogle grene af medicin. særlige fiber optik foretages for hvert af disse segmenter. Brug så standard TV transmission medier eller internet-signal, for eksempel begrænsede billige plast modeller af middel kvalitet. Men for laserudstyr og dyre medicinsk udstyr bruger høj kvalitet kvarts fiber leveres som ekstra modifikatorer.

Anvendelsen af fiberoptik i medicin

Sådanne fibre kan anvendes i medicinsk udstyr og instrumenter. Standard teknik involverer muligheden for at indføre en særlig apparatur på de brudte lys fibre, der allerede er i organ i kroppen kan transmittere et signal til en ekstern fjernsynskamera. Fiber optik bruges i medicin og som en belysning materiale. Apparat udstyret med fibermoduler lade dig smertefrit at fremhæve maven hulrum, næsesvælgrummet, etc.

Anvendelsen af fiberoptik i computerudstyret

Måske er den mest almindelige niche, som har fundet sin plads fiber. Uden det i dag ikke kan gøre forbindelsen mellem de enkelte enheder, der sender information. Selvfølgelig er dette gælder for de områder, hvor det er umuligt eller uhensigtsmæssigt at bruge trådløse forbindelser, som også aktivt erstatter kabler som sådan. For eksempel er de største teleselskaber bane interregionale backbone-netværk, som bruger fiberoptik. Brugen af disse kanaler til det perifere udstyr og konventionelle telekommunikationstjenester giver brugerne mulighed for at optimere de økonomiske omkostninger til vedligeholdelse af infrastrukturen netværk, samt øge effektiviteten af datatransmissionen.

ulemper ved fiber

Desværre, kan optiske tråde ikke undvære svagheder. Selv om indholdet af sådanne udstationeringer er billigere, for ikke at nævne den manglende behov for hyppige opdateringer, omkostningerne ved materialet er meget højere end metal kolleger. Desuden er fiberoptik og dens anvendelse i medicin yderst begrænset på grund af indholdet i visse legeringer af bly og zirconium urenheder, toksisk fare for mennesker. Dybest set er tale om den højeste kvalitet glas modeller, ikke plastkovyh.

Produktion af optiske fibre i Rusland

Som en del af import substitution programmet i 2015, blev fabrikken "Fiberoptiske systemer" åbnede i Mordovia. Det er den eneste virksomhed i Rusland, som i øjeblikket så vidt muligt forsøger at imødekomme behovene hos private forbrugere i den optiske fiber. Indtil 2015 er den russiske industri også involveret i fremstilling af fiberoptiske materialer, men kun inden for visse målrettede projekter. Den samme slags situation fortsætter i dag. Hvis en bestemt virksomhed vil kræve fiberoptik og dens anvendelse i medicin og inden for telekommunikation faciliteter vil blive økonomisk berettiget, så er der en masse af fabrikker er klar til at arbejde på sådanne særlige ordrer individuelt. Men masseproduktion af det samme kabel fra fiberen kun Mordovia anlægget vil arbejde i den nærmeste fremtid. Desuden mens han ikke er i stand til at forsyne markedet i overensstemmelse med omfanget af efterspørgslen. En væsentlig del af produktionen er stadig købes i USA og Japan. Selv indenlandske produkter er fremstillet af importerede råvarer.

konklusion

Fiberoptiske dannet som et segment af markedet er allerede omkring 15-20 år. Gennem årene forbrugeren var i stand til at værdsætte værdighed nye kabler, men fremskridt står ikke stille. Med stigende tekniske og fysiske kvaliteter og udvide anvendelsen af materialet. Den seneste optisk fiber baseret på nanoteknologi, især bruges aktivt i olie- og gasindustrien og forsvarsindustrien. Til gengæld lineær fiber optik udvikler mens kun konceptuelt, men meget lovende teknologiområder. Blandt dem er kompressionen af laserpulser, optiske solitoner, ultrakorte optisk stråling osv Det er indlysende, at der ud over teoretiske studier med mulighed for at åbne og inden for en strengt videnskabelig viden, nye udviklinger og lade markedet gøre nye tilbud til kunder på forskellige niveauer.