Οπτικές ίνες και την εφαρμογή της

Οπτικές ίνες δείχνουν ένα παράδειγμα για το πώς η επιστημονική γνώση μεταφέρεται στην τεχνολογική πρόοδο που τελικά κάνουν τη ζωή ευκολότερη για τον κοινό άνθρωπο. Με οπτικές ίνες για αρκετά χρόνια μέσα που συνδέονται επικοινωνίας για τη μετάδοση ηλεκτρικών σημάτων. Λεπτό μέγεθος νήματα μιας ανθρώπινης τρίχας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μετάδοση της ένα ευρύ φάσμα των σημάτων που απαιτούνται για να λειτουργήσει το τηλέφωνο, σύνδεση στο internet, τηλεόραση και ούτω καθεξής. Δ Φυσικά, λόγω των υψηλών επιχειρησιακών δυνατοτήτων των οπτικών ινών έχει εφαρμοστεί όχι μόνο για τις ανάγκες του νοικοκυριού.

σηματοδοτούν μέσω ενός τεχνολογία μετάδοσης οπτικών ινών

Από μόνο του, η χρήση της οπτικής ίνας ως μεταφραστής σήματα - μόνο την κοινολόγηση γνώσεων που εξετάζει την επιστημονική τμήμα των οπτικών ινών. Οι ειδικοί προς αυτή την κατεύθυνση μελέτη της μετάδοσης πληροφοριών και διάδοση του φωτός, και στο ίδιο πλαίσιο, τα συνδυασμένα φως οδηγούς. Τα τελευταία χρησιμοποιούνται και ως διανομείς του κόσμου και πως οι πομποί πληροφοριών. Με την ευκαιρία, με βάση τις διόδους εκπομπής φωτός και σύγχρονες τάσεις της ανάπτυξης της τεχνολογίας λέιζερ. Σε αυτή την περίπτωση, όμως, ένα άλλο ενδιαφέρον ερώτημα - τι φαινομένου βρίσκεται στο επίκεντρο των οπτικών ινών; Αυτό το φαινόμενο της εσωτερικής ανάκλασης (σύνολο) ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στις διηλεκτρικές όρια που έχουν διαφορετικούς δείκτες διάθλασης. Όπου ο φορέας πληροφοριών να χρησιμεύει όχι ηλεκτρομαγνητικό σήμα, και ένα κωδικοποιημένο φωτεινή ροή. Για να κατανοήσουμε το βαθμό της ανωτερότητας των καλωδίων οπτικών ινών με την παραδοσιακή μέταλλο θα πρέπει και πάλι στροφή προς την ικανότητά τους. Ήδη αναφέρθηκε νήματα από ίνες της οποίας το πάχος δεν είναι περισσότερο από 0,5 mm, είναι ικανό να παρέχει την ποσότητα των πληροφοριών που θα εξυπηρετούν τα συμβατικά καλωδίωση χαλκού με πάχος μόνο 50 mm.

Μέθοδοι κατασκευής οπτικών ινών

Υπάρχουν δύο κύριες μέθοδοι, που μπορεί να κατασκευαστεί σε μια οπτική ίνα. Αυτή είναι η τεχνική της προπλασμάτων εξώθησης και τήξης χρησιμοποιώντας. Η πρώτη τεχνολογία επιτρέπει πλαστικό υλικό που βασίζεται σε χαμηλής ποιότητας, έτσι και σήμερα είναι πρακτικά δεν χρησιμοποιείται. Η δεύτερη μέθοδος θεωρείται η κύρια και πιο αποτελεσματική. Το πρόπλασμα - είναι κενό, που βρίσκεται στη δομή για την κατάρτιση νήματα. Με τα σύγχρονα πρότυπα, το πρόπλασμα μπορεί να έχει ύψος έως και αρκετές δεκάδες μέτρα. Προς τα έξω, αυτή η γυάλινη ράβδο με μια διάμετρο περίπου 10 cm, από το οποίο το λιωμένο ίνας πυρήνα. Κατά τη διαδικασία της κατασκευής ράβδου μαζί με ένα μίγμα ινών θερμαίνεται σε μία υψηλή θερμοκρασία, μετά την οποία ένα νηματοποίηση νημάτων. Το μήκος του προκύπτοντος υλικού μπορεί να φτάσει αρκετά χιλιόμετρα, αν και στην περίπτωση αυτή η διάμετρος παραμένει σταθερή - αυτοματοποιημένο προσαρμογές ελέγχου της. Ανάλογα με το πού οι οπτικές ίνες, υλικό για αυτό μπορεί να προ-επεξεργασία επιστρώσεις που παρέχουν φυσική και χημική προστασία που πρέπει να εφαρμόζονται. Όσο για τα μίγματα για τα νήματα στη σύνθεσή τους συνήθως περιλαμβάνει υλικά όπως πολυϊμίδια, ακρυλικό, και σιλικόνη.

Τα δομικά χαρακτηριστικά της οπτικής ίνας

Το κεντρικό τμήμα του σπειρώματος είναι ο πυρήνας - το ίδιο τον πυρήνα της ίνας, το οποίο θα εξαπλωθεί το φως κατά τη διάρκεια της λειτουργίας. Ο πυρήνας χαρακτηρίζεται από υψηλό φως δείκτες διάθλασης που επιτυγχάνεται με τη χρήση γυαλιού ντοπαρισμένο με τροποποίηση ειδικά πρόσθετα. Για παράδειγμα, για ίνες οξειδίου πυριτίου με χρήση τυπικών συστατικών όπως διάθλασης παράγοντα ντοπαρίσματος. Με τη σειρά του, ο φλοιός κάνει πολλά πράγματα, η σημαντικότερη των οποίων είναι η άμεση φυσική προστασία του πυρήνα. Αυτό το τμήμα παρέχει επίσης ένα αποτέλεσμα διάθλαση, αλλά με ένα ελάχιστο ποσοστό. Τα όρια μεταξύ των δύο υλικών σχηματίζει μία ελαφρά δομή οδηγό η οποία δεν επιτρέπει ο όγκος της κύριας δέσμης εκτείνονται πέρα από τον πυρήνα. Επίσης αξίζει να σημειωθεί είναι ότι τα θεμέλια των οπτικών ινών αναφέρεται στις ποικιλίες του υλικού ινών. Για την ακρίβεια, μιλάμε για το διηλεκτρικό κυματοδηγούς που μεταδίδουν φωτεινά σήματα.

Ποικιλίες οπτικών ινών

Η πιο κοινή χαλαζία, πλαστικό και flyuoridnye ινών. Quartz νήματα με βάση το τήγμα με οξείδιο ή παρόμοια δομή υλικό συμπεριλαμβανομένων ενισχυμένο οξείδιο του πυριτίου. Το πλαίσιο αυτό καθιστά δυνατή την παραγωγή ευέλικτη και μακριές ίνες, η οποία χαρακτηρίζεται και όπου η υψηλή μηχανική αντοχή. οπτικές Πλαστικά-ίνες κατασκευάζονται από πολυμερή και, όπως ήδη αναφέρθηκε, δεν μπορεί να διασφαλίσει στοιχεία υψηλής απόδοσης. Ειδικότερα, τέτοια νήματα έχουν ένα μεγάλο ποσοστό της απώλειας δεδομένων, η οποία περιορίζει τη χρήση τους στις περιοχές απαιτητικές. Από την άλλη πλευρά, πλαστικό προσιτές τιμές ίνα κρατά τη ζήτηση για το υλικό αυτό στην κατεύθυνση προσανατολισμένη τμήμα των καταναλωτών. Όσο για flyuoridnyh οπτικά υλικά, βάσεις τους βασίζεται σε φθοριοζιρκονικό και φθοροαργιλικό γυαλιά. Είναι αρκετά μοντέρνο και τεχνολογικά προηγμένες λύσεις για την οπτική επικοινωνία, αλλά το περιεχόμενο των βαρέων μετάλλων στη δομή αποτρέπει επίσης τη χρήση τους, για παράδειγμα, στον κλάδο της υγείας.

Εξοπλισμός μετρήσεων για την παραγωγή ινών

Η πιο κοινή εξοπλισμός που χρησιμοποιείται σε σύνολα της οπτικής ίνας και αισθητήρες είναι Bragg σχάρες. Οπτικών ινών αισθητήρες - μια συσκευή που προορίζεται για τον καθορισμό ορισμένων αξιών που χαρακτηρίζουν την κατάσταση του υλικού προς το παρόν. Για παράδειγμα, διάφορους αισθητήρες μπορεί να καθορίσει τη στελέχους, θερμοκρασία, τους κραδασμούς, την πίεση, και άλλες μεταβλητές. Bragg τρίψιμο για τη λειτουργία του είναι πιο κοντά στα οπτικά χαρακτηριστικά. Θα συλλαμβάνει στον πυρήνα ίνας διάθλασης απεριοδικό διαταραχή. Η μέτρηση αυτή επιτρέπει να καθορίσουν τον τρόπο οπτικών ινών είναι αποτελεσματικές στο σήμα εκπομπής σε ορισμένες περιπτώσεις. Επίσης, οι ειδικοί χρησιμοποιούν ένα OTDR, την απαγωγή στοιχεία εγγραφής και αντοχή.

ενισχυτές και λέιζερ οπτικών ινών

Αυτό είναι το πιο προηγμένα προϊόντα, τα οποία έχουν αναπτυχθεί με βάση την τεχνολογία των οπτικών ινών. Σε αντίθεση με άλλους τύπους λέιζερ, η χρήση των οπτικών ινών επιτρέπει συμπαγές και ταυτόχρονα αποδοτικές συσκευές. Ειδικότερα, η τεχνολογία των οπτικών ινών έχει αντικαταστήσει τις κλασικές συσκευές λέιζερ λόγω των εξής πλεονεκτήματα:

• Η αποτελεσματικότητα της απομάκρυνσης της θερμότητας.
• Τα αυξημένα ποσοστά ακτινοβολίας εξόδου.
• Άντληση απόδοση.
• Υψηλή αξιοπιστία και τη σταθερότητα του λέιζερ.
• Χαμηλό εξοπλισμό βάρους.

Με τη σειρά τους, οι ενισχυτές ανάλογα με τον τύπο μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε γραμμές οικιακής δικτύωσης, αυξάνοντας το επίπεδο των επιδόσεων την κύρια γραμμή ινών. Ωστόσο, το πεδίο της λειτουργίας της ίνας αξίζει να εξετάσουμε με περισσότερες λεπτομέρειες.

Γιατί να χρησιμοποιήσετε οπτικών ινών;

διάφορες κατευθύνσεις, η οποία χρησιμοποιεί τα υλικά οπτικών ινών μπορούν να ταυτοποιηθούν. Αυτή είναι η σφαίρα των οικιακών εφαρμογών, τηλεπικοινωνιακού εξοπλισμού και εξοπλισμού πληροφορικής, καθώς και υψηλής εξειδίκευσης θέσεις, συμπεριλαμβανομένων και ορισμένων κλάδων της ιατρικής. ειδικό οπτικών ινών γίνεται για κάθε ένα από αυτά τα τμήματα. Χρήση ως πρότυπα μέσα μετάδοσης τηλεοπτικού σήματος ή του Διαδικτύου, για παράδειγμα, περιορισμένο φθηνά πλαστικά μοντέλα της μέτριας ποιότητας. Αλλά για τον εξοπλισμό λέιζερ και ακριβές ιατρικές συσκευές χρησιμοποιούν υψηλής ποιότητας ίνες χαλαζία παρέχεται ως πρόσθετη τροποποιητές.

Η χρήση των οπτικών ινών στην ιατρική

Αυτές οι ίνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ιατρικές συσκευές και όργανα. Το πρότυπο τεχνική περιλαμβάνει τη δυνατότητα εισαγωγής ενός ειδικού συσκευής στην διαθλώμενο φως ίνες που είναι ήδη στο όργανο του σώματος μπορεί να μεταδώσει ένα σήμα σε έναν εξωτερικό τηλεοπτική κάμερα. οπτικών ινών χρησιμοποιείται στην ιατρική και ως υλικό φωτισμού. Συσκευή εξοπλισμένη με μονάδες ίνα επιτρέπουν να ανώδυνα να τονίσει την κοιλότητα του στομάχου, ρινοφάρυγγα, κ.λπ.

Η χρήση των οπτικών ινών για εξοπλισμό ηλεκτρονικών υπολογιστών

Ίσως αυτή είναι η πιο κοινή θέση, η οποία έχει βρει τη θέση της σε ίνες. Χωρίς αυτό σήμερα δεν μπορεί να κάνει τη σύνδεση μεταξύ των επιμέρους συσκευές που μεταδίδουν πληροφορίες. Φυσικά, αυτό ισχύει και για εκείνες τις περιοχές όπου είναι αδύνατη ή ακατάλληλη για χρήση ασύρματες συνδέσεις, οι οποίες επίσης την αντικατάσταση ενεργά καλώδια ως τέτοια. Για παράδειγμα, οι μεγαλύτερες εταιρείες τηλεπικοινωνιών ανοίγοντας το διαπεριφερειακό δίκτυο κορμού, το οποίο χρησιμοποιεί οπτικές ίνες. Η χρήση αυτών των καναλιών για τον περιφερειακό εξοπλισμό και συμβατικών τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών επιτρέπει στους χρήστες να βελτιστοποιήσουν το οικονομικό κόστος της συντήρησης της υποδομής του δικτύου, καθώς και την αύξηση της απόδοσης του συστήματος μετάδοσης δεδομένων.

μειονεκτήματα των ινών

Δυστυχώς, οπτικών πτυχών δεν μπορεί να κάνει χωρίς αδυναμίες. Αν και το περιεχόμενο αυτών των τοποθετήσεων είναι φθηνότερα, για να μην αναφέρουμε την έλλειψη της ανάγκης για συχνές ενημερώσεις, το κόστος του υλικού είναι πολύ υψηλότερο από ό, τι τα μεταλλικά τους ομολόγους. Επιπλέον, οι οπτικές ίνες και η χρήση του στην ιατρική είναι εξαιρετικά περιορισμένη, λόγω της περιεκτικότητας σε ορισμένες κράματα μολύβδου και ζιρκονίου ακαθαρσίες, τοξικό κίνδυνο για τους ανθρώπους. Ουσιαστικά πρόκειται για την υψηλότερη γυαλί πρότυπα ποιότητας, δεν plastkovyh.

Παραγωγή οπτικών ινών στη Ρωσία

Στο πλαίσιο του προγράμματος υποκατάστασης των εισαγωγών το 2015, τα «συστήματα οπτικών ινών» εργοστάσιο άνοιξε το Μορντόβιας. Είναι η μόνη επιχείρηση στη Ρωσία, η οποία αυτή τη στιγμή όσο το δυνατόν προσπαθεί να καλύψει τις ανάγκες των οικιακών καταναλωτών στην οπτική ίνα. Έως το 2015, η ρωσική βιομηχανία δραστηριοποιείται επίσης στην κατασκευή των υλικών οπτικών ινών, αλλά μόνο σε ορισμένες στοχοθετημένες δράσεις. Το ίδιο είδος της κατάστασης συνεχίζεται μέχρι σήμερα. Αν μια συγκεκριμένη εταιρεία θα απαιτήσει οπτικών ινών και τη χρήση της στην ιατρική και στον τομέα των τηλεπικοινωνιακών εγκαταστάσεων θα πρέπει να δικαιολογείται οικονομικά, τότε υπάρχουν πολλά εργοστάσια είναι έτοιμοι να εργαστούν σε τέτοιες ειδικές παραγγελίες ξεχωριστά. Ωστόσο, η μαζική παραγωγή του ίδιου καλωδίου από την ίνα μόνο Μορντόβιας εργοστάσιο θα λειτουργήσει στο άμεσο μέλλον. Επιπλέον, ενώ ο ίδιος δεν είναι σε θέση να προμηθεύουν την αγορά, σύμφωνα με τον όγκο της ζήτησης. Ένα σημαντικό μερίδιο της παραγωγής εξακολουθεί να αγοράζονται στις Ηνωμένες Πολιτείες και την Ιαπωνία. Ακόμη και τα εγχώρια προϊόντα που κατασκευάζονται από εισαγόμενες πρώτες ύλες.

συμπέρασμα

προϊόντα οπτικών ινών που σχηματίζονται ως ένα τμήμα της αγοράς είναι ήδη περίπου 15-20 χρόνια. Με τα χρόνια ο καταναλωτής ήταν σε θέση να εκτιμήσουν την αξιοπρέπεια των νέων καλωδίων, αλλά η πρόοδος δεν στέκεται ακόμα. Με την αύξηση τεχνικές και φυσικές ιδιότητες και να επεκτείνει την εφαρμογή του υλικού. Η τελευταία οπτικών ινών με βάση τη νανοτεχνολογία, ειδικότερα, ενεργά χρησιμοποιείται στη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου και την άμυνα. Με τη σειρά του, μη γραμμικές οπτικές ίνες αναπτύσσεται, ενώ μόνο εννοιολογικά, αλλά πολύ ελπιδοφόρους τομείς της τεχνολογίας. Μεταξύ αυτών είναι η συμπίεση των παλμών laser, οπτικών σολιτόνια, πολύ μικρής οπτικής ακτινοβολίας, κλπ Είναι προφανές ότι εκτός από τις θεωρητικές μελέτες με τη δυνατότητα του ανοίγματος και μέσα σε αυστηρά επιστημονική γνώση, τις νέες εξελίξεις και να επιτρέψει στην αγορά να κάνει νέες προσφορές για τους πελάτες των διαφόρων επιπέδων.