Światłowody i ich zastosowanie

Światłowody pokazać przykład jak naukowa wiedza jest przekazywana do postępu technologicznego, który ostatecznie ułatwić życie zwykłego człowieka. Z włókien optycznych od kilku lat współpracujący komunikacji do przesyłania sygnałów elektrycznych. Cienki rozmiar przędzy z ludzkiego włosa mogą być wykorzystane do transmisji wielu sygnałów, które są wymagane, aby obsługiwać telefon, internet, TV i tak dalej. D. Oczywiście, ze względu na wysokie zdolności operacyjnych światłowodów została zastosowana nie tylko do potrzeb domowych.

Sygnał optyczny z technologii transmisji danych w telekomunikacji

Samo w sobie, użycie włókna optycznego jako sygnały tłumacza – jedynie ujawnieniu wiedzy, która bada sekcję naukową światłowody. Specjaliści w tym kierunku, badając przenoszenie informacji i propagacji światła i tym samym kontekście, połączonymi światłowodami. Te ostatnie są używane, jak i dystrybutorów na całym świecie i jak nadajników informacji. Nawiasem mówiąc, opartego na diodach emitujących światło jak współczesnych trendów rozwoju technologii laserowej. W tym przypadku jednak inna interesująca kwestia – jakie zjawisko leży u światłowodów? Zjawisko wewnętrznego odbicia (całkowitego) promieniowania elektromagnetycznego w granicach dielektrycznych mających różne współczynniki załamania światła. Znamienny tym, że nośnik informacji służy nie sygnału elektromagnetycznego, oraz zakodowany strumień świetlny. Aby zrozumieć stopień wyższości kabli światłowodowych do tradycyjnego metalu należy ponownie zwrócić się do ich pojemności. Już wspomniano z włókien, której grubość jest nie większa niż 0,5 mm, jest zdolny do dostarczenia ilości informacji, która będzie służyć konwencjonalnym przewodów miedzianych o grubości tylko 50 mm.

Sposoby wytwarzania włókna optycznego

Istnieją dwa główne sposoby, które mogą być wytwarzane we włóknie optycznym. Jest to technika wytłaczania i topnienia, stosując preform. Pierwsza technologia pozwala tworzywa sztucznego na bazie niskiej jakości, więc dzisiaj nie jest praktycznie stosowane. Drugi sposób jest uważany za pierwszą i najbardziej efektywne. Forma wstępna – jest pusta, znajduje się w strukturze do rysowania przędzę. Przez współczesnych standardów, preforma może mieć wysokość do kilkudziesięciu metrów. Na zewnątrz, ten pręt szklany o średnicy około 10 cm, z których stopionego włókna rdzeniowego. W procesie wytwarzania pręta razem z mieszaniny włókien ogrzewa się do wysokiej temperatury, po czym włókien do przędzenia. Długość materiału wynikowego może osiągnąć kilka kilometrów, choć w tym przypadku średnica pozostaje stała – jego automatycznych korekt sterowania. W zależności od tego, gdzie światłowód, materiał na nią może być wstępnie przetwarzany powłok, które zapewniają ochronę fizyczną i chemiczną się stosuje. Jeśli chodzi o mieszaniny przędzy w swoim składzie zawiera zwykle materiały, takie jak poliimid, akrylan silikonu.

cechy strukturalne światłowodu

W centralnej części gwintu jest rdzeń – sam rdzeń włókna, które rozkłada się w toku pracy. Rdzeń charakteryzuje się wysokim współczynnikiem załamania światła, które uzyskuje się przy użyciu szkła domieszkowanego specjalnych dodatków modyfikujących. Na przykład, w przypadku włókien krzemionkowych stosując typowe składniki, takie jak załamania domieszkę. Z kolei powłoka robi kilka rzeczy, z których najważniejszym jest bezpośrednią ochronę fizyczną rdzenia. Część ta zapewnia również efekt załamania, ale z minimalną szybkością. Granica między tymi dwoma materiałami tworzy światło struktury prowadzące, które nie pozwala na objętość głównej belki rozciągają się poza rdzeń. Warto również zauważyć, że podstawy światłowodów odnosi się do odmian włókien materiału. Aby być precyzyjnym, mówimy o światłowodach dielektrycznych, które transmitują sygnały świetlne.

Odmiany światłowodów

Najczęstszym kwarc, plastik i flyuoridnye włókno. włókna kwarcowego w przeliczeniu na stopiony tlenek lub podobnej struktury materiału, zawierającego tlenek krzemu domieszkowanego. Ta struktura pozwala produkować elastyczne i długie włókna, charakteryzujące się, i przy czym wysoka wytrzymałość mechaniczna. Optyka tworzywa sztucznego, włókien wykonanych z polimerów i, jak już wspomniano, nie może zapewnić wysokie osiągi. W szczególności, takie przędze mają duży procent utraty danych, co ogranicza ich zastosowanie w trudnych obszarach. Z drugiej strony, włókno przystępność plastik utrzymuje zapotrzebowanie na ten materiał w kierunkach zorientowanych segmentu konsumentów. Jak dla flyuoridnyh materiałów optycznych, ich podstawą jest oparta na fluorocyrkonian i fluoroglinianu okularów. Jest to dość nowoczesne i zaawansowane technologicznie rozwiązania dla komunikacji optycznej, ale zawartość metali ciężkich w strukturze zapobiega również ich zastosowanie, na przykład w branży opieki zdrowotnej.

Urządzenia pomiarowe na włókno

Najczęstszym urządzenia stosowane w zestawach do włókna optycznego i czujnika siatki Bragga. Czujniki światłowodowe – urządzenie przeznaczone do mocowania pewne wartości, które charakteryzują stan materiału w tej chwili. Na przykład, różne czujniki mogą określać szczepu, temperatura, ciśnienie, drgania i inne zmienne. Bragga na jego funkcji jest bliżej do właściwości optycznych. To oddaje w rdzeniu włókna załamania aperiodyczny zakłóceń. Pomiar ten pozwala określić jak światłowody są skuteczne w nadawanego sygnału w pewnych okolicznościach. Ponadto, specjaliści użyć OTDR, rozpraszanie Rejestracje i odporność.

wzmacniacze światłowodowe i lasery

Jest to najbardziej zaawansowane produkty, które zostały opracowane w oparciu o technologię światłowodów. W przeciwieństwie do innych typów laserów, wykorzystanie włókien optycznych umożliwia kompaktowy i wydajnych urządzeń w tym samym czasie. W szczególności, technologia światłowody zastąpił klasyczne urządzeń laserowych ze względu na następujące zalety:

• Skuteczność usuwania ciepła.
• Podwyższone wskaźniki promieniowania wyjściowego.
• Pompowanie efektywność.
• Wysoka niezawodność i trwałość lasera.
• Niska waga urządzenia.

Z kolei wzmacniacze w zależności od typu mogą być stosowane w liniach sieci domowych, zwiększając poziom wydajności główną linię włókien. Jednakże zakres działania światłowodu warto rozważyć bardziej szczegółowo.

Dlaczego warto korzystać z światłowody?

kilku kierunkach, które wykorzystuje materiały światłowodowe mogą być zidentyfikowane. Jest to sfera zastosowań domowych, sprzętu telekomunikacyjnego i sprzętu komputerowego, jak również wysoce specjalistycznych niszach, w tym niektórych gałęziach medycyny. Specjalny światłowód jest dla każdego z tych segmentów. Używać jako standardowe media transmisyjne TV lub sygnał internetu, na przykład z ograniczoną tanich modeli plastikowych średniej jakości. Ale dla urządzeń laserowych i drogie urządzenia medyczne użyciu wysokiej jakości włókna kwarcowego dostarczone jako dodatkowe modyfikatory.

Zastosowanie światłowodów w medycynie

Włókna te mogą być stosowane w urządzeniach i instrumentów medycznych. Standardowa metoda obejmuje możliwość wprowadzenia specjalną aparaturę załamanego włókien światła, które znajdują się już w narządzie ciała może transmitować sygnał do zewnętrznego aparatu telewizyjnego. Światłowody są wykorzystywane w medycynie i jako materiał oświetlenia. Urządzenie wyposażone w moduły światłowodowe pozwalają bezboleśnie podkreślić jamie żołądka, nosogardzieli, etc.

Zastosowanie światłowodów w sprzęt komputerowy

Być może to jest najczęstszą nisza, która znalazła swoje miejsce błonnika. Bez niego nie można zrobić dzisiaj powiązanie między poszczególnymi urządzeniami, które przekazują informacje. Oczywiście dotyczy to tych obszarach, w których jest to niemożliwe lub niewłaściwe korzystanie z połączeń bezprzewodowych, które są również aktywnie zastępując kable jako takie. Na przykład największe firmy telekomunikacyjne są torując międzyregionalnej sieci szkieletowej, która wykorzystuje światłowody. Użycie tych kanałów dla urządzeń peryferyjnych i tradycyjnych usług telekomunikacyjnych pozwala na optymalizację kosztów finansowych utrzymania infrastruktury sieciowej, a także zwiększyć efektywność transmisji danych.

Wady włókna

Niestety, światłowodowe nici nie może obyć się bez niedociągnięć. Chociaż treść takich księgowań jest tańsze, nie wspominając o braku konieczności częstych aktualizacji, koszt materiału jest znacznie wyższa niż odpowiedników metalowych. Ponadto, światłowody i jego zastosowanie w medycynie jest bardzo ograniczone ze względu na zawartość w niektórych stopów ołowiu i cyrkonu zanieczyszczeń toksycznych zagrożenia dla ludzi. Zasadniczo dotyczy to najwyższe modele jakości szkła, nie plastkovyh.

Produkcja światłowodu w Rosji

W ramach programu substytucji importu w 2015 roku, fabryka „systemy światłowodowe” został otwarty w Mordovia. Jest to jedyne przedsiębiorstwo w Rosji, który w tej chwili w miarę możliwości stara się zaspokoić potrzeby konsumentów krajowych w światłowodzie. Do 2015 roku, przemysł rosyjski zajmuje się również produkcją materiałów światłowodowych, ale tylko w ramach pewnych projektów celowych. Ten sam rodzaj sytuacji trwa do dziś. Jeśli pewna firma będzie wymagać Światłowody i ich zastosowanie w medycynie oraz w dziedzinie usług telekomunikacyjnych będzie uzasadnione finansowo, to istnieje wiele fabryk są gotowe do pracy w takich specjalnych zleceń indywidualnie. Jednak masowa produkcja tego samego kabla z włókna tylko Mordowia roślina będzie działać w najbliższej przyszłości. Ponadto, chociaż nie jest on w stanie dostarczyć na rynek zgodnie z wielkością popytu. Znaczna część produkcji jest nadal kupiony w Stanach Zjednoczonych i Japonii. Nawet produkty krajowe są produkowane od importowanych surowców.

wniosek

Produkty światłowodowe utworzone jako segment rynku jest już około 15-20 lat. Z biegiem lat konsument był w stanie docenić godność nowych kabli, ale postęp nie stoi w miejscu. Wraz ze wzrostem cechy techniczne i fizyczne i rozszerzyć stosowanie materiału. Najnowszy światłowód oparte na nanotechnologii, w szczególności aktywnie wykorzystywane w przemyśle nafty i gazu i obronnej. Z kolei optyki nieliniowej włókna rozwija się natomiast jedynie koncepcyjny, ale bardzo obiecujące obszary technologii. Wśród nich są kompresji impulsów laserowych, optycznych, solitonów promieniowania optycznego ultra-short itp Jest oczywiste, że oprócz badań teoretycznych z możliwością otwierania i w obrębie wiedzy ściśle naukowych, nowych rozwiązań i pozwolić, aby rynek nowych ofert dla klientów o różnych poziomach.