Vláknová optika a jej aplikácie

Optické vlákna ukazujú príklad, ako vedecké poznatky sa prenáša na technologický pokrok, ktorý v konečnom dôsledku uľahčiť život obyčajného človeka. Pomocou optických vlákien na niekoľko rokov spojený komunikačný prostriedok na prenos elektrických signálov. Tenký veľkosť vlákna ľudského vlasu môže byť použitá na prenos celého radu signálov, ktoré sú potrebné pre prevádzku telefónu, pripojením na internet, TV a tak ďalej. D. Samozrejme, že vzhľadom k vysokým prevádzkovým možnostiam vláknovej optiky bol použitý nielen pre potreby domácnosti.

signál cez optické prenosové technológie vlákien

Samo o sebe je použitie optického vlákna prekladateľa signálov - iba sprístupnenie znalostí, ktoré skúma vedeckú časť vláknovej optiky. Odborníci v tomto smere študujú prenos informácií a šírenia svetla, a v rovnakom kontexte, spojené svetlovody. Tie sú používané, a ako distribútori na svete a ako sú tieto informácie vysielačov. Mimochodom, na báze svetelných diód sú modernými trendmi vývoja laserovej technológie. V tomto prípade je však iná zaujímavá otázka - čo jav leží na srdci vláknovej optiky? Tento jav odrazu (celkové) elektromagnetického žiarenia v dielektrických hraníc, ktoré majú rozdielne indexy lomu. Kde nosič informácie neslúžia elektromagnetický signál, a kódovaný svetelného toku. Aby sme pochopili mieru nadradenosti káblov z optických vlákien k tradičnému kov by mal znovu obrátiť na ich kapacite. Už bolo spomenuté priadze, ktorého hrúbka je väčšia ako 0,5 mm, je schopný dodávať množstvo informácií, ktoré budú slúžiť konvenčné medené vodiče s hrúbkou len 50 mm.

Spôsoby výroby optického vlákna

Existujú dva hlavné spôsoby, ktoré môžu byť vyrábané v optickom vlákne. To je technika vytláčanie a taviacich použitia polotovarov. Prvá technológia umožňuje nekvalitné materiál plastový báze, takže dnes je prakticky nepoužívajú. Druhý spôsob je považovaný za primárny a najúčinnejší. Predlisok - je prázdna, ktorý sa nachádza v konštrukcii pre kreslenie priadzí. Podľa moderných štandardov, polotovar môže mať výšku až do niekoľkých desiatok metrov. Navonok sa toto sklo tyč s priemerom asi 10 cm, z ktorých roztaveného jadra vlákna. V procese výroby tyče spolu so zmesou vlákien sa zahrieva na vysokú teplotu, načo sa spriadacie vlákien. Dĺžka výsledného materiálu môže dosiahnuť až niekoľkých kilometrov, aj keď v tomto prípade je priemer zostáva konštantná - jeho automatické úpravy ovládanie. V závislosti na tom, kde sa optické vlákna, materiál pre to môže byť vopred spracovaný povlaky, ktoré poskytujú fyzikálne a chemickú ochranu, ktoré majú byť použité. Čo sa týka zmesí pre priadzí v ich zložení zvyčajne zahŕňa materiály, ako je polyimid, akrylát, a silikónu.

Štruktúrne vlastnosti optického vlákna

Stredná časť závitu je jadro - samotné jadro vlákna, ktoré sa bude šíriť svetlo v priebehu operácie. Jadro sa vyznačuje vysokými indexy lomu svetla, ktoré je dosiahnuté použitím sklo dopované modifikačných špeciálnymi prísadami. Napríklad pre vlákien siliky za použitia typické zložky, ako sú refrakčné prímesi. Na druhej strane, shell robí niekoľko vecí, najdôležitejšie z nich je bezprostrednej fyzická ochrana jadra. Táto časť tiež poskytuje lomu účinok, ale s minimálnou rýchlosťou. Hranice medzi týmito dvoma materiálmi tvorí svetlovodný štruktúru, ktorá neumožňuje objem hlavného zväzku presahovať jadra. Takisto stojí za zmienku, je, že základy vláknovej optiky sa týka odrôd materiálu vlákien. Aby sme boli presní, hovoríme o dielektrických vlnovodov, ktoré prenášajú svetelné signály.

Odrody optických vlákien

Najbežnejšie kremeň, plasty a vlákno flyuoridnye. Kremeň priadze založená na taveniny oxidu alebo podobné štruktúry materiálu vrátane dotovaného oxidu kremičitého. Tento rámec umožňuje vyrábať flexibilné a dlhé vlákna, vyznačujúci a vyznačujúci sa tým, vysokú mechanickú pevnosť. Plastové-optické vlákna vyrobená z polymérov a, ako už bolo uvedené, nemôže zabezpečiť vysoké hodnoty výkonu. Jedná sa najmä o priadze majú veľké percento straty dát, čo obmedzuje ich použitie v náročných oblastiach. Na druhej strane, dostupnosť plastové vlákno udržiava záujem o tento materiál v smere orientovaných spotrebiteľov segmentu. Čo sa týka flyuoridnyh optických materiálov, ich základom je založený na fluorozirkoničitan a fluorohlinitany okuliarov. To je celkom moderný a technologicky vyspelé riešenie pre optické komunikácie, ale obsah ťažkých kovov v štruktúre tiež zabraňuje ich použitia, napríklad v zdravotníckom priemysle.

Meracie zariadenia na vlákno

Najbežnejšie zariadenia používané v sadách optického vlákna a senzory Bragg rošty. Senzory s optickými vláknami - zariadenie určené pre upevnenie niektoré hodnoty, ktoré charakterizujú stav materiálu, v tomto okamihu. Napríklad, rôzne senzory môžu určiť kmeň, teploty, vibrácie, tlaku a iných premenných. Bragg mriežka na jeho funkciu, je bližšie k optickej charakteristiky. Zachytáva v jadrové vlákno lome aperiodickou rušenia. Toto meranie umožňuje určiť, ako optické vlákna sú účinné vo vysielanom signálu za určitých okolností. Aj odborníci použiť OTDR, čísla registračných rozptýlenie a odolnosť.

Optické vláknové zosilňovače a lasery

Jedná sa o najmodernejšie výrobky, ktoré sú vyvinuté na báze technológie vláknovej optiky. Na rozdiel od iných typov laserov, použitie optických vlákien umožňuje kompaktné a v rovnakom čase účinných spotrebičov. Najmä vláknovej optiky technológia nahradila klasické laserových zariadení v dôsledku nasledujúce výhody:

• Účinnosť odvodu tepla.
• Zvýšené rýchlosti výstupného žiarenia.
• Čerpacie účinnosť.
• Vysoká spoľahlivosť a stabilita laseru.
• zariadenie s nízkou hmotnosťou.

Na druhej strane, zosilňovače v závislosti od typu môžu byť použité v domácej siete liniek, čím sa zvyšuje úroveň výkonu hlavného vlákna čiaru. Ale rozsah prevádzky vlákna stojí za zváženie podrobnejšie.

Prečo používať optické vlákna?

niekoľkých smeroch, ktorý používa materiály z optických vlákien môže byť identifikovaný. To je sféra domácich aplikácií, telekomunikačných zariadení a výpočtovej techniky, ako aj vysoko špecializované výklenky, vrátane niektorých medicínskych odborov. špeciálna Optika je vyrobený pre každý z týchto segmentov. Používať ako štandardné televízne vysielanie médií alebo internetového signálu, napríklad obmedzené lacných plastových modelov strednej kvality. Ale pre laserového zariadenia a drahé zdravotnícke zariadenia používajú vysoko kvalitné kremeň vlákno za predpokladu, ako ďalšie modifikátory.

Použitie optických vlákien v medicíne

Tieto vlákna môžu byť použité v lekárskych prístrojov a nástrojov. Štandardné technikou zahŕňa možnosť zavedenia špeciálneho zariadenia na lomené svetlo vlákien, ktoré sú už v orgáne tela môže prenášať signál na externý televíznou kamerou. Fiber optika sa používa v lekárstve a ako osvetlenie materiálu. Prístroj vybavený modulmi vlákien umožní bezbolestne zvýrazniť žalúdočné dutiny, nosohltanu, atď.

Použitie optických vlákien v počítačovom zariadení

Možno je to najčastejšia nika, ktorá si našla svoje miesto vlákniny. Bez nej dnes nemôže robiť spojenie medzi jednotlivými zariadeniami, ktoré prenášajú informácie. Samozrejme, že sa to týka tých oblastiach, kde je možné alebo vhodné použiť bezdrôtové pripojenie, ktoré sú tiež aktívne nahrádza káble ako taký. Napríklad najväčšie telekomunikačné spoločnosti dláždi medziregionálnej chrbticovej siete, ktorá využíva optických vlákien. Použitie týchto kanálov pre periférne zariadenia a konvenčných telekomunikačných služieb umožňuje užívateľom optimalizovať finančné náklady na údržbu sieťovej infraštruktúry, ako aj zvýšiť účinnosť prenosu dát.

nevýhody vlákien

Bohužiaľ, optické vlákna sa nezaobíde bez slabín. Hoci obsah týchto príspevkov je lacnejšie, nehovoriac o absencii nutnosti časté aktualizácie, náklady na materiál je oveľa vyššia ako kovové náprotivky. Okrem toho, optické vlákna a ich použitie v medicíne je veľmi obmedzený z dôvodu obsahu v niektorých zliatiny olova a zirkónia nečistôt, toxické nebezpečenstvo pre človeka. V podstate sa jedná o najvyššiu kvalitu sklenených modelov, nie plastkovyh.

Výroba optických vlákien v Rusku

V rámci substitučného programu dovozu v roku 2015, továrenské "systémy Optické" bola otvorená v Mordovia. Je to jediný podnik v Rusku, ktoré v súčasnej dobe pokiaľ možno snaží vyhovieť potrebám tuzemských spotrebiteľov v optickom vlákne. Do roku 2015, ruský priemysel sa tiež podieľa na výrobe optických materiálov, ale iba v určitých cielených projektoch. Rovnaký druh situácia pokračuje aj dnes. Ak určitá spoločnosť bude vyžadovať vláknovej optiky a jej využitie v medicíne a v oblasti telekomunikačných zariadení bude finančne odôvodnené, potom existuje mnoho tovární sú pripravení pracovať na týchto špeciálnych objednávok individuálne. Avšak, sériová výroba v rovnakom kábla z optického vlákna iba Mordovia závod bude fungovať v blízkej budúcnosti. Navyše, keď nie je schopný dodávať na trh v súlade s objemom dopytu. Významný podiel na produkcii stále kúpil v Spojených štátoch a Japonsku. Dokonca aj domáce výrobky sú vyrábané na dovážaných surovinách.

záver

Z optických vlákien produkty vytvorené ako segment trhu už asi 15-20 rokmi. V priebehu rokov sa spotrebiteľ dokázal oceniť dôstojnosť nových káblov, ale pokrok nestojí na mieste. So zvyšujúcou sa technické a fyzikálne vlastnosti a rozšíriť používanie materiálu. Najnovšie optické vlákno na báze nanotechnológií, najmä aktívne používaný v ropy a zemného plynu a obranného priemyslu. Na druhej strane, nelineárne Optika sa vyvíja, zatiaľ čo iba koncepčné, ale veľmi sľubné oblasti techniky. Medzi nimi sú kompresné laserových impulzov, optické solitonů, ultrakrátkych optického žiarenia, atď Je zrejmé, že okrem teoretických štúdií s možnosťou otvárania a vnútri prísne vedeckého poznania, nový vývoj a umožniť trhu, aby sa nové ponuky pre zákazníkov na rôznych úrovniach.