الألياف البصرية وتطبيقاتها

تظهر الألياف البصرية مثال عن كيفية معرفة علمية يتم نقلها إلى التقدم التكنولوجي الذي جعل الحياة أسهل في نهاية المطاف من اجل المواطن العادي. مع الألياف البصرية لعدة سنوات الاتصالات المرتبطة يعني لنقل الإشارات الكهربائية. رقيقة حجم غزل شعرة الإنسان يمكن أن تستخدم لنقل مجموعة واسعة من إشارات المطلوبة لتشغيل الهاتف والاتصال بشبكة الانترنت والتلفزيون وهلم جرا. D. بطبيعة الحال، ويرجع ذلك إلى القدرات التشغيلية عالية من الألياف البصرية تم تطبيقه ليس فقط للاحتياجات المنزلية.

إشارة عن طريق نقل التكنولوجيا الألياف البصرية

في حد ذاته، واستخدام الألياف البصرية بمثابة إشارات الترجمة - فقط الكشف عن المعرفة التي تبحث في القسم العلمي من الألياف البصرية. المتخصصين في هذا الاتجاه يدرسون نقل المعلومات وانتشار الضوء، وفي نفس السياق، فإن أدلة الخفيفة مجتمعة. وتستخدم هذه الأخيرة، وكما الموزعين في العالم وكيف أن أجهزة الإرسال من المعلومات. بالمناسبة، على أساس الثنائيات الباعثة للضوء عن الاتجاهات الحديثة في تطوير تكنولوجيا الليزر. في هذه الحالة، ومع ذلك، مسألة أخرى مثيرة للاهتمام - ما الظاهرة يكمن في قلب الألياف البصرية؟ هذه الظاهرة من التأمل الداخلي (المجموع) الإشعاع الكهرومغناطيسي في حدود عازلة وجود مؤشرات الانكسار مختلفة. حيث يقدم الناقل المعلومات وليس إشارة الكهرومغناطيسية، وتدفق ضوء المشفرة. لفهم درجة تفوق كابلات الألياف البصرية لهذا المعدن التقليدي يجب أن تتحول مرة أخرى إلى قدراتها. سبق ذكرها غزل الألياف التي ليست أكثر من 0.5 مم سمك، غير قادرة على تقديم كمية المعلومات التي ستخدم الأسلاك النحاسية التقليدية مع سمك مم 50 فقط.

طرق تصنيع الألياف البصرية

هناك نوعان من الطرق الرئيسية، والتي يمكن أن تصنع في الألياف البصرية. هذا هو أسلوب من قذف وذوبان باستخدام التشكيل. أول تكنولوجيا تسمح المواد البلاستيكية القائمة ذات جودة منخفضة، لذلك اليوم هو عمليا ليس استخدامها. يعتبر الأسلوب الثاني الابتدائي وأكثر كفاءة. التشكيل - فارغ، وتقع في بنية لرسم خيوط. وفقا للمعايير الحديثة، قد يكون التشكيل على ارتفاع يصل إلى عدة عشرات من الأمتار. ظاهريا، وهذا قضيب الزجاج التي يبلغ قطرها حوالي 10 سم، والتي من الألياف الأساسية ذاب. في عملية تصنيع قضيب مع خليط من الألياف يتم تسخينها إلى درجة حرارة عالية، وبعد ذلك وخيوط الغزل. طول المادية المترتبة يمكن أن تصل إلى عدة كيلومترات، على الرغم من أن في هذه الحالة قطر لا تزال مستمرة - التعديلات التحكم الآلي فيها. اعتمادا على مكان وجود الألياف البصرية، مادة لأنه قد يكون الطلاء التي توفر الحماية الفيزيائية والكيميائية ليتم تطبيقها قبل معالجتها. أما بالنسبة لمخاليط خيوط في تكوينها عادة ما يتضمن مواد مثل بوليميد، اكريليت، والسيليكون.

السمات الهيكلية من الألياف البصرية

الجزء المركزي للموضوع هو جوهر - جوهر من الألياف، والتي سوف تنتشر الضوء في مسار العملية. ويتميز الأساسية التي مؤشرات الانكسار الخفيفة العالية التي يتحقق من خلال استخدام الزجاج مخدر مع إضافات خاصة التعديل. على سبيل المثال، للألياف السيليكا باستخدام مكونات نموذجية مثل إشابة الانكسار. في المقابل، فإن قذيفة يفعل العديد من الأشياء، وأهمها هو الحماية المادية المباشرة من جوهر. يوفر هذا الجزء أيضا تأثير الانكسار، ولكن مع الحد الأدنى من معدل. الحدود بين اثنين من المواد يشكل بنية دليل الخفيف الذي لا يسمح حجم الحزمة الرئيسية تتجاوز جوهر. الجدير بالذكر أيضا هو أن أسس الألياف البصرية يشير إلى أصناف من الألياف المادية. على وجه الدقة، ونحن نتحدث عن الدليل الموجي عازلة التي تنقل الإشارات الضوئية.

أصناف من الألياف البصرية

الكوارتز الأكثر شيوعا، والبلاستيك والألياف flyuoridnye. غزل الكوارتز استنادا إلى ذوبان التي كتبها أكسيد أو هيكل مادة مماثلة بما في ذلك أكسيد السيليكون مخدر. يتيح هذا الإطار لإنتاج ألياف مرنة وطويلة، وتتميز وفيه قوة ميكانيكية عالية. البصريات البلاستيك الألياف المصنوعة من البوليمرات و، كما سبق ذكره، لا يمكن أن تضمن أرقاما عالية الأداء. على وجه الخصوص، هذه الخيوط لديها نسبة كبيرة من فقدان البيانات، الأمر الذي يحد من استخدامها في مجالات تطلبا. من ناحية أخرى، والألياف القدرة على تحمل التكاليف البلاستيك تحافظ على الطلب على هذه المواد في اتجاهات الموجهة للقطاع المستهلكين. أما بالنسبة للمواد البصرية flyuoridnyh، ويستند أساسا على نظارات fluorozirconate وfluoroaluminate. ومن الحلول الحديثة جدا وتقدما من الناحية التكنولوجية للاتصالات البصرية، ولكن المضمون من المعادن الثقيلة في هيكل كما يمنع استخدامها، على سبيل المثال، في قطاع الرعاية الصحية.

أجهزة قياس للألياف

المعدات الأكثر شيوعا في مجموعات من الألياف البصرية وأجهزة الاستشعار وحواجز شبكية براج. أجهزة الاستشعار البصرية الألياف - جهاز معد لتحديد بعض القيم التي تميز دولة من المواد في الوقت الراهن. على سبيل المثال، يمكن أن أجهزة الاستشعار المختلفة تحديد سلالة، ودرجة الحرارة، والاهتزاز، والضغط، وغيرها من المتغيرات. براج مقضب على وظيفتها هو أقرب إلى الخصائص البصرية. أنه يجسد في الألياف الأساسية اضطراب ادوري الانكسار. هذا القياس يسمح لتحديد كيفية الألياف البصرية فعالة في إشارة البث في ظروف معينة. أيضا، والمتخصصين يستخدم OTDR، وتبديد أرقام التسجيل والمقاومة.

مكبرات الصوت الألياف البصرية والليزر

هذه هي المنتجات الأكثر تقدما، والتي يتم تطويرها تعتمد على تقنية الألياف البصرية. على عكس أنواع أخرى من الليزر، واستخدام خيوط البصرية تمكن المدمجة وفي الأجهزة فعالة نفس الوقت. على وجه الخصوص، تكنولوجيا الألياف البصرية حلت محل أجهزة الليزر الكلاسيكية بسبب المزايا التالية:

• كفاءة إزالة الحرارة.
• زيادة معدلات الإشعاع الناتج.
• ضخ الكفاءة.
• موثوقية عالية والاستقرار من الليزر.
• معدات منخفضة الوزن.

في المقابل، فإن مكبرات الصوت تبعا لنوع يمكن استخدامها في خطوط الشبكات المنزلية، وزيادة مستوى أداء خط الألياف الرئيسي. ومع ذلك، فإن نطاق العملية من الألياف يستحق النظر في مزيد من التفاصيل.

لماذا استخدام الألياف البصرية؟

ويمكن تحديد عدة اتجاهات، والذي يستخدم مواد الألياف البصرية. هذا هو مجال التطبيقات المنزلية، أجهزة الاتصالات، وأجهزة الحاسوب، وكذلك منافذ درجة عالية من التخصص، بما في ذلك بعض فروع الطب. يتم الخاصة الألياف البصرية لكل من هذه القطاعات. استخدام وسائل الإعلام القياسية البث التلفزيوني أو إشارة الإنترنت، على سبيل المثال، محدودة نماذج بلاستيكية رخيصة ذات جودة متوسطة. ولكن بالنسبة للمعدات الليزر والأجهزة الطبية باهظة الثمن تستخدم الألياف عالية الجودة الكوارتز على النحو المنصوص عليه معدلات إضافية.

استخدام الألياف البصرية في الطب

ويمكن استخدام هذه الألياف في المعدات والأدوات الطبية. وتنطوي هذه التقنية القياسية إمكانية إدخال جهاز خاص على الألياف ضوء ينكسر التي هي بالفعل في عضو من أعضاء الجسم يمكن أن تنقل إشارة إلى كاميرا تلفزيونية الخارجية. وتستخدم الألياف البصرية في الطب وكمادة الإضاءة. جهاز مجهزة مع وحدات الألياف تمكنك من دون ألم لتسليط الضوء على تجويف المعدة، البلعوم الأنفي، الخ

استخدام الألياف البصرية لأجهزة الحاسوب

ولعل هذا هو مكانة الأكثر شيوعا، والتي وجدت مكانها الألياف. وبدون ذلك اليوم لا تستطيع أن تفعل العلاقة بين الأجهزة الفردية التي تنقل المعلومات. وبطبيعة الحال، وهذا ينطبق على تلك المناطق حيث أنه من المستحيل أو غير ملائمة لاستخدام الاتصالات اللاسلكية، التي هي أيضا استبدال الكابلات بنشاط على هذا النحو. على سبيل المثال، أكبر شركات الاتصالات تمهد شبكة العمود الفقري بين الأقاليم، والذي يستخدم الألياف البصرية. استخدام هذه القنوات لالمعدات الطرفية وخدمات الاتصالات التقليدية يسمح للمستخدمين لتحسين التكاليف المالية للإنفاق على البنية التحتية للشبكة، وكذلك زيادة كفاءة نقل البيانات.

عيوب الألياف

لسوء الحظ، يمكن أن خيوط البصرية لا تفعل ذلك بدون نقاط الضعف. على الرغم من أن محتوى هذه الإعلانات هو أرخص، ناهيك عن عدم وجود حاجة للحصول على التحديثات المتكررة، وتكلفة المواد هي أعلى بكثير من نظرائهم المعدنية. وبالإضافة إلى ذلك، الألياف البصرية واستخدامه في الطب محدودة للغاية بسبب محتوى في بعض سبائك الرصاص والزركونيوم الشوائب، والخطر سامة للإنسان. في الأساس كان يتعلق أعلى نماذج نوعية الزجاج، وليس plastkovyh.

إنتاج الألياف البصرية في روسيا

كجزء من برنامج إحلال الواردات في عام 2015، ومصنع "أنظمة الألياف البصرية" افتتح في موردوفيا. هو المؤسسة الوحيدة في روسيا التي في الوقت الراهن إلى أقصى حد ممكن في محاولة لتلبية احتياجات المستهلكين المحليين في الألياف البصرية. بحلول عام 2015، وتشارك في الصناعة الروسية أيضا في تصنيع مواد الألياف البصرية، ولكن فقط في بعض المشاريع المستهدفة. استمر نفس النوع من الوضع اليوم. إذا كانت الشركة معينة سوف تتطلب الألياف الضوئية واستخدامها في الطب وفي مجال مرافق الاتصالات سيكون له ما يبرره من الناحية المالية، ثم هناك الكثير من المصانع مستعدون للعمل على هذه الأوامر الخاصة بشكل فردي. ومع ذلك، والإنتاج الضخم من نفس كابل من الألياف فقط مصنع موردوفيا ستعمل في المستقبل القريب. وعلاوة على ذلك، في حين انه ليس قادرا على تزويد السوق وفقا لحجم الطلب. لا يزال اشترى حصة كبيرة من الإنتاج في الولايات المتحدة واليابان. يتم تصنيعها حتى المنتجات المحلية على المواد الخام المستوردة.

استنتاج

منتجات الألياف البصرية كما شكلت شريحة من السوق بالفعل حوالي 15-20 سنة. على مر السنين كان المستهلك قادرا على تقدير كرامة كابلات جديدة، ولكن لا يقف التقدم لا يزال. مع زيادة الصفات الفنية والبدنية والتوسع في تطبيق هذه المادة. أحدث الألياف الضوئية القائمة على تكنولوجيا النانو، على وجه الخصوص، وتستخدم بنشاط في صناعة صناعة النفط والغاز والدفاع. في المقابل، تطور غير الخطية الألياف البصرية في حين نظري فقط، ولكن المناطق الواعدة جدا من التكنولوجيا. ومن بينها الضغط من نبضات الليزر، سلتون البصرية، والأشعة الضوئية فائقة باختصار، الخ ومن الواضح أنه بالإضافة إلى الدراسات النظرية مع إمكانية افتتاح وخلال المعرفة العلمية بدقة، والتطورات الجديدة والسماح للسوق لجعل العروض الجديدة للعملاء من مختلف المستويات.