Fiberoptikk og sin søknad

Optiske fibre viser et eksempel på hvordan vitenskapelig kunnskap blir overført til den teknologiske utviklingen som til slutt gjøre livet lettere for den vanlige mann. Med fiberoptikk i flere år i forbindelse kommunikasjonsmidler for overføring av elektriske signaler. Tynt garn størrelse av et menneskelig hår kan benyttes for overføring av et bredt spekter av signaler som er nødvendig for drift av telefonen, internett, TV og så videre. D. Selvsagt grunn av de høye drifts egenskapene til fiberoptikk er tatt i bruk ikke bare for husholdningsbehov.

signal gjennom en optisk fiber overføringsteknikk

I seg selv, ved bruk av optisk fiber som oversetter signalene - bare hvis beskrivelse av kunnskap som undersøker den vitenskapelige delen av fiberoptikk. Spesialister i denne retning studerer informasjonsoverføring og spredning av lys, og i den samme sammenheng, de kombinerte lysledere. Sistnevnte blir brukt, og som distributører av verden og hvordan informasjons sendere. Forresten, basert på lysdioder som moderne trender i utviklingen av laserteknologi. I dette tilfellet er imidlertid et annet interessant spørsmål - hva fenomenet ligger i hjertet av fiberoptikk? Dette fenomen av intern refleksjon (totalt) av elektromagnetisk stråling i de dielektriske grensene som har forskjellige brytningsindekser. Karakterisert ved at informasjonsbæreren tjener ikke elektromagnetisk signal, og en kodet lysfluks. For å forstå graden av overlegenhet av fiberoptiske kabler til den tradisjonelle metall skal nok en gang slå til sin kapasitet. Allerede nevnte fibergarn, hvis tykkelse ikke er mer enn 0,5 mm, er i stand til å levere den mengde informasjon som kan tjene konvensjonell kobber ledningene med en tykkelse på bare 50 mm.

Fremgangsmåter for fremstilling av optiske fibre

Det finnes to hovedmetoder, som kan fremstilles i en optisk fiber. Dette er teknikken for ekstrudering og smelting ved hjelp av preformer. Den første teknologien tillater lav kvalitet plastbasert materiale, slik at det i dag er praktisk talt ikke brukes. Den andre metoden er betraktet som den primære og mest effektiv. Preformen - er tom, ligger i konstruksjonen for å trekke garn. Ved moderne standarder, kan emnet ha en høyde på opp til flere titalls meter. Utad denne glasstav med en diameter på omtrent 10 cm, fra hvilken det smeltede kjernefiberen. I fremgangsmåten for fremstilling av stangen sammen med en blanding av fibre er oppvarmet til en høy temperatur, hvoretter en spinnefilamenter. Lengden av det resulterende materiale kan nå flere kilometer, selv om i dette tilfelle er da diameteren er konstant - dets automatiske kontrolljusteringer. Avhengig av hvor fiberoptikk materiale for det kan være forhåndsbehandlet belegg som gir fysisk og kjemisk beskyttelse som skal anvendes. Når det gjelder blandinger for garnene i deres sammensetning omfatter vanligvis materialer slik som polyimid, akrylat og silikon.

Strukturelle trekk ved den optiske fiberen

Den sentrale delen av tråden er kjernen - selve fiberkjernen, som vil spre lyset i løpet av operasjonen. Kjernen er karakterisert ved høye lette brytningsindekser som er oppnådd ved anvendelse av glass som er dopet med modifiserings spesielle tilsetningsstoffer. For eksempel, for silikafibrer ved hjelp av vanlige komponenter slik som brytningsdopemiddel. I sin tur, skallet gjør flere ting, det viktigste av disse er den umiddelbare fysiske beskyttelsen av kjernen. Denne delen gir også en brytningseffekt, men med et minimum hastighet. Grensen mellom de to materialer danner en lysleder struktur som ikke tillater volumet av hovedbjelken rager utenfor kjernen. Også verdt å merke seg er at grunnlaget for fiberoptikk refererer til de varianter av materialfibre. For å være presis, vi snakker om de dielektriske bølgeledere som overfører lyssignaler.

Varianter av optiske fibre

Den vanligste kvarts, plast og fiber flyuoridnye. Kvarts garn basert på smelten ved oksyd eller lignende materiale struktur som omfatter dopet silisiumdioksyd. Dette rammeverket gjør det mulig å fremstille bøyelige og lange fibre, karakterisert, og hvor den høye mekaniske styrke. Plast, fiberoptikk laget av polymerer, og, som allerede nevnt, kan ikke sikre høy ytelse tall. Spesielt gjør slike garn har en stor andel av tap av data, noe som begrenser deres anvendelse i de krevende områder. På den annen side, holder gunstig plastfiber behovet for dette materiale i retninger orienterte forbruker segmentet. Som for flyuoridnyh optiske materialer, deres fundament basert på fluor og fluoraluminat briller. Det er ganske moderne og teknologisk avanserte løsninger for optisk kommunikasjon, men innholdet av tungmetaller i strukturen hindrer også deres bruk, for eksempel i helsesektoren.

Måleutstyr for fiber

Den mest vanlige utstyr som brukes i sett på den optiske fiberen og sensorene er Bragg-gittere. Fiberoptiske sensorer - en innretning som er beregnet for fiksering av enkelte verdier som karakteriserer tilstanden til materialet i øyeblikket. For eksempel kan forskjellige sensorer den belastning, temperatur, vibrasjon, trykk, og andre variabler. Bragg-gitteret på dens funksjon det er nærmere de optiske egenskaper. Den fanger i fiberkjernen brytnings aperiodisk forstyrrelse. Denne måling gjør det mulig å bestemme hvor fiberoptikk er effektive i kringkastingssignalet i visse tilfeller. Også spesialister bruker en OTDR, den registreringstall spredning og motstand.

Optiske fiberforsterkere og lasere

Dette er de mest avanserte produktene, som er utviklet basert på teknologien av fiberoptikk. I motsetning til andre typer lasere, bruk av optiske fibre gjør kompakt og på samme tid effektive apparater. Spesielt har fiberoptikk-teknologien erstattet de klassiske laser-enheter på grunn av de følgende fordeler:

• Effektiviteten av varmefjerningen.
• Økt forekomst av utgangs stråling.
• Pumping effektivitet.
• Høy pålitelighet og stabilitet av laseren.
• Lav vekt utstyr.

I sin tur kan forsterkerne, avhengig av den type som brukes i hjem nettverkslinjene, noe som øker ytelsesnivået hovedfiberlinjen. Men omfanget av driften av fiber er verdt å vurdere nærmere.

Hvorfor bruke fiberoptikk?

flere retninger, som bruker fiberoptisk materiale kan identifiseres. Dette er sfæren av innenlandske applikasjoner, telekommunikasjonsutstyr og datautstyr, samt høyt spesialiserte nisjer, inkludert noen grener av medisinen. spesiell fiberoptikk er laget for hver av disse segmentene. Bruk som standard-TV-overføringsmedier eller Internett-signal, for eksempel begrensede billig plast modeller av middels kvalitet. Men for laseren utstyr og dyre medisinske anordninger bruk av høy kvalitet kvartsfiber gitt som ytterligere modifiseringsmidler.

Bruk av fiberoptikk i medisin

Slike fibrer kan anvendes i medisinsk utstyr og instrumenter. Den vanlige teknikken innebærer muligheten for å innføre et spesielt apparat på den brutte optiske fibre som allerede er i det organ i kroppen kan overføre et signal til en ekstern fjernsynskamera. Fiberoptikk brukes i medisin, og som en belysning materiale. Apparat utstyrt med fibermoduler lar man lettvint å fremheve bukhulen, nasopharynx, etc.

Bruk av fiberoptikk i datautstyret

Kanskje dette er den vanligste nisje, som har funnet sin plass fiber. Uten det i dag ikke kan gjøre koblingen mellom de enkelte enheter som overfører informasjon. Selvfølgelig gjelder dette de områdene hvor det er umulig eller uhensiktsmessig å bruke trådløse tilkoblinger, som også er aktivt erstatte kabler som sådan. For eksempel er de største telekommunikasjonsselskapene rydder den interstamnettet, som bruker fiberoptikk. Bruken av disse kanalene for det perifere utstyr og konvensjonelle telekommunikasjonstjenester gjør det mulig å optimalisere de økonomiske kostnader til vedlikehold av nettverksinfrastruktur, samt øke effektiviteten av dataoverføringen.

Ulempene med fiber

Dessverre kan optiske tråder ikke uten svakheter. Selv om innholdet av slike innlegg er billigere, og ikke minst mangel på behovet for hyppige oppdateringer, kostnaden av materialet er mye høyere enn metall kolleger. I tillegg er fiberoptikk og dens anvendelse i medisin ytterst begrenset på grunn av innholdet i noen legeringer av bly og zirkonium urenheter, forgiftningsfare for mennesker. I utgangspunktet det gjelder de høyeste kvalitet glass modeller, ikke plastkovyh.

Produksjon av optiske fiber i Russland

Som en del av import substitusjon programmet i 2015, ble fabrikken "Fiberoptiske systemer" åpnet i Mordovia. Det er den eneste bedriften i Russland, som i øyeblikket så langt som mulig prøver å møte behovene til norske forbrukere i den optiske fiber. Av 2015, er den russiske industrien også involvert i produksjon av fiberoptisk materiale, men bare innenfor visse målrettede prosjekter. Den samme type situasjon fortsetter i dag. Hvis et bestemt selskap vil kreve fiberoptikk og dets bruk i medisin og innen telekommunikasjonstjenester vil være økonomisk begrunnet, så det er mange fabrikker er klar til å jobbe med slike spesielle bestillinger individuelt. Imidlertid masseproduksjon av den samme kabelen fra fiber eneste Mordovia anlegget vil fungere i nær fremtid. Videre, mens han ikke er i stand til å forsyne markedet i samsvar med volumet av etterspørselen. En betydelig andel av produksjonen er fortsatt kjøpt i USA og Japan. Selv innenlandske produkter er produsert på importerte råvarer.

konklusjon

Fiberoptiske produkter dannet som et segment av markedet er allerede om 15-20 år. Gjennom årene forbrukeren var i stand til å sette pris på den verdighet av nye kabler, men fremgangen står ikke stille. Med økende tekniske og fysikalske egenskaper og utvide anvendelsen av materialet. Den siste optiske fiber basert på nanoteknologi, særlig aktivt brukt i olje- og gassindustrien og forsvarsindustrien. I sin tur, utvikler ikke-lineær fiberoptikk mens bare konseptuelle, men svært lovende teknologiområder. Blant dem er komprimeringen av laserpulser, optiske solitoner, ultra-kort optisk stråling, etc. Det er åpenbart at i tillegg til teoretiske studier med mulighet for åpning og innenfor et strengt vitenskapelig kunnskap, nye utbygginger og la markedet for å gjøre nye tilbud til kunder av ulike nivåer.