Optik tolali oʻzgartirgichlar tanlash uslublari Reja: Tola optikasi Optik tolali texnologiya haqida

Optik tolali oʻzgartirgichlar tanlash uslublari
Reja:
1.Tola optikasi
2.Optik tolali texnologiya haqida
3.Optik tola turlari va ularning tavsiflari
4.Xulosa
Tola optikasi — yorugʻlik va maʼlumotlarni optik diapazondagi nur oʻt-
kazgichlar (nur tolalari) da tarqalishini urganadigan optika boʻlimi. Tola op-
tikasi 20-asrning 50-yillarida vujudga kelib, 70-yillarning boshida spektrning
koʻrinuvchi va infraqizil sohalarida soʻnish koeffitsiyenti 20 dBGʻkm dan kam
boʻlgan kvars shishasi olinishi bilan jadal rivojlana boshlagan. Nur tola sindi
rish koʻrsatkichlari bir-biridan farq qiluvchi silindr shaklidagi shisha yoki plas
tik oʻzak va uni oʻrab turuvchi qobiqdan tashkil topgan. Oʻzakning sindirish
koʻrsatkichi qobiqnikidan katta bulgani uchun, ular chegarasida yorugʻlikning
toʻla ichki qaytish hodisasi yuz berib, uzak ichiga kiritilgan nur tashqariga
chiqib ketmasdan nur tola ichida tarqaladi. Hyp tola oʻzagining diametri bir
necha mikrondan yuzlab mikrongacha, qobiq qalinligi oʻnlab mikrondan yuz
lab mikrongacha oʻzgarishi mumkin.
Tola optikasi sohasida olib borilgan tadqiqotlar nur tolalarning keng koʻlamda
optik aloqada qoʻllanilishiga olib keldi. Hozirgi kunda anʼanaviy simli aloqa
kabellari oʻrnini axborot uzatish imkoniyatlari katta boʻlgan nur tolali kabellar
aloqa kabellari Osiyo va Yevropa davlatlarini Amerika qitasi bilan bogʻlab
turibdi.
Optik tasvir muayyan tartib bilan joylashtirilgan nur tolalar dastasi orqali uza
tiladi. Dastadagi tolalar soni bir necha ming, hatto, millionlarni tashkil etib,
dasta uchlariga maxsus ishlov beriladi. Nur tolalar dastasi tibbiyotda odam
zarralarining yuqori tezlik (trek) larini qayd qilishda va boshqa sohalarda
keng qoʻllaniladi.
Optik tolalar uchun optik tolalar shisha yoki plastmassadan tayyorlangan iplardagi
yorug'likning umumiy ifodasi printsipidan foydalanadigan nur o'tkazuvchi vositalardir. Optik tolali gongkong Xitoy universitetining sobiq prezidenti tomonidan ixtiro qilindi. Sof tolalar plastik qopqoq ichiga sig'diriladi, bu esa uni buzmasdan egilishga imkon beradi. Umuman olganda, optik tolalardan birining uchida yorituvchi qurilma yorug'lik chiqaradigan diyot (LED, LED) yoki lazer nurini ishlatib, optik tolaga nur pulsini yuboradi va optik tolali boshqa uchida qabul qiluvchi qurilma sezgir elementni aniqlovchi zarba. Kundalik hayotda optik tolali uzoq masofali axborot uzatish sifatida ishlatiladi, chunki optik tolali nurning o'tkazuvchanligi yo'qolishi elektr simida elektr yo'qotilishidan ancha past bo'ladi.
Nur elektromagnit to'lqindir Dalgaboyuar diapazonning ko'rinadigan yorug'lik qismi: infraqizil nurning 760nm qismidan katta 390 ~ 760nm (nano), ultrabinafsha yorug'lik tolasi ilovalarining 390nm dan kam qismi quyidagilardir: 850 nm, 1310, 1550 uchta. 2. Yoritish, aks ettirish va nurning umumiy tasviri. Turli materiallarda yorug'lik tarqalish tezligi turli xil, chunki yorug'lik bir materialdan ikkinchisiga chiqarilsa, ikkita material orasidagi interferentsiyada refraksiya va ko'zgu paydo bo'ladi. Bundan tashqari, yoritilgan yorug'lik burchagi voqea nurining burchagi bilan o'zgaradi. Voqea burchagi burchagi muayyan burchakka etib borganida yoki oshib ketganda, chirigan nur yo'q bo'lib ketadi va voqea chiroqlari aks ettiriladi. Bu nurning umumiy tasviri. Turli xil materiallar bir xil to'lqin uzunligining yorug'ligi (ya'ni, turli xil materiallar yorug'likning har xil yoritgichlari bor) uchun turli burchakka burchaklariga ega va bir xil materialning yorug'likning turli to'lqinlari uchun turli xil sinishi burchagi mavjud. Optik tolali aloqa yuqoridagi printsiplarga asoslanadi.
Elyaf tarkibi:
Elyaf tolasi tolasi odatda uchta qatlamga bo'linadi: markaziy yuqori ko'rsatkichli shisha yadrosi (yadro diametri odatda 50 yoki 62,5 millimetrga teng), o'rtada past refraktsion indeksli silika shisha qoplamasi (diametri odatda 125mm), eng kuchli Qopqoq qatlami qoplamasi.
Tolaning oxiri yuzidagi yorug'lik hodisasi tolaning butunlay uzatilishi mumkin emas, lekin ma'lum bir burchakka doirada faqat yorug'lik nuri. Ushbu burchak tolaning raqamli oraliqlari deb ataladi. Tolalarning katta diapazoni optik tolalarni ulash uchun foydali bo'ladi. Turli ishlab chiqaruvchilar tomonidan ishlab chiqarilgan tolalarning diapazoni diapazoni turli xil (AT & T CORNING).
Ko'p turdagi optik tolalar mavjud va dasturga bog'liq ravishda kerakli funktsiyalar va ishlash o'zgaradi. Shu bilan birga, kabel televideniyesi va aloqa uchun optik tolalarni ishlab chiqish va ishlab chiqarish printsipi asosan bir xil: 1 past yo'qotish; 2-alohida tarmoqli kengligi va kichik dispersiyasi bor; 3 oson kabeli; 4 oson o'rnatish; 5 yuqori ishonchlilik; 6 ishlab chiqarish taqqoslash oddiy; 7 arzon va shu kabilar. Optik tolalarni tasniflash asosan ishlaydigan to'lqin uzunligi, sinishi indeks taqsimotiga, uzatish rejimiga, xomashyo va ishlab chiqarish usullariga asoslanadi. Turli tasniflash misollari quyidagicha.
(1 ) Operatsion to'lqinoy uzunligi: UV tolasi, ko'rinadigan tola, infraqizil infraqizil, infraqizil tolasi (0.85 mm, 1.3 mm, 1.55 mm). (2) Refraktiv indeks taqsimoti: Step (SI) tolasi, yaqin qadam tolasi, gradient (GI) tolasi va boshqalar (uchburchak, V, tushkun va boshqalar). (3) Etkazish tartibi: yagona rejimli tolalar (polarizatsiyani ushlab turuvchi tolalar, polarizatsiyasiz ushlab turuvchi tolalar), multimodli tola. (4) Xom ashyo: kvarts tolasi, ko'p komponentli shisha tolasi, plastmassa tolasi, kompozit tolalar (plastmassa qoplangan, suyuq elyaf yadrosi va boshqalar), infraqizil materiallar va h.k. Ro'mol materiallari noorganik materiallarga uglerod va boshqalar), metall buyumlar (mis, nikel va boshqalar) va plastmassalar. (5) ishlab chiqarish usullari: bug 'fazali eksenli cho'kindi (VAD), kimyoviy bug' cho'kmasi (CVD) va boshqalar., Simli chizish usuli.
Raqamli axborot "kodlangan" yoki uzatish uchun yorug'lik pulslariga
yorug'lik tezligida (186,000 mil / sekund) yuradi. Belgilangan joyga etibborganda, dekoder yorug'lik ma'lumotlarini rasmga, audioga aylantiradi.
Optik tolali kabel
Optik tolali kabellar quyidagi tarkibiy qismlardan iborat:
Yadro - nur o'tadigan shaffof plastik yoki shisha
Qoplama - yadro atrofidagi shisha qoplamasi, u nurni yadroga qaytarib aks ettirish uchun oyna vazifasini bajaradi. Bunga umumiy ichki ko'zgu deyiladi
Tampon qoplamasi - tolani qoplaydi va himoya qiladi
Aramid iplari mustahkamligi a'zosi - kabel ichidagi optik tolalar orqali ma'lumotlarni uzatish yaxlitligini kuchaytiradi.
Himoya tashqi ko'ylagi - Ekstrudlangan PVX odatiydir
Optik kabelning turlari
Kabelning ikkita asosiy turi mavjud. Simplex va Duplex . Kabelning har
ikkala turi ham kiradi: Singlemode va Multimode. Singlemode uzoq
masofali kabellar uchun va Multimode qisqa kabellar uchun mo'ljallangan.
Optik tolali asboblar va sinov uskunalari
Har bir tolani o'rnatish bilan ishni tugatish uchun maxsus vositalar va uskunalar talab qilinadi. FOCC Fusion Splicers-dan sinov to'plamlarini sinash uchun quyidagi Fiber Optik vositalar va uskunalarni taklif qiladi.
Optik kabelning dizayni
Kabel dizaynining ikkita asosiy turi mavjud. Ular quyidagilardir: bo'shashmasdan naycha (odatda "OSP" zavod qurilmalaridan tashqarida ishlatiladi) va Tight Bufered (odatda ichki o'rnatish uchun ishlatiladi).
Bo'shashgan naychali tolali kabel quyidagilardan iborat: (o'ngdagi rasmda ko'rsatilgan)
250 mkm qoplangan tolalar
Ushbu tolalarni ushlab turgan bir yoki bir nechta bo'shashmasdan naychalar
Namlikni blokirovka qilish va tolalar harakatini himoya qilish uchun jel-to'ldirgich
Markaziy quvvat a'zosi
Aramid iplari mustahkamligi a'zosi
Tashqi ko'ylagi
Qattiq tamponli tolali kabel (chap rasmda ko'rsatilgan) quyidagilardan iborat:
Taxminan 250 mk tolasi atrofida 900 mk tampon
Markaziy kuch a'zosi
Aramid iplari mustahkamligi a'zosi
Tashqi ko'ylagi
Optik tolali ajratgichlar
Fiber Optik Splitter yorug'lik signallarini birlashtiradi va ularni bitta yoki bir nechta chiqishlarga ajratadi. FOCC splitterlari elektromagnit shovqinlarga (EMI) qarshi turadi, elektr quvvatini iste'mol qilmaydi va tizim dizayniga shovqin qo'shmaydi. FOCC ajratgichlari maxsus tolali uzunliklarda va har qanday ulagich turlarida tayyorlanishi mumkin.
Optik signallarni qabul qilishning bu usuli to‘g‘ridan-to‘g‘ri fotodetektorlash usuli deyiladi. Hozirgi kunda optik aloqaning oxirgi qurilmalari sifatida raqamli uzatish tizimlari (RUT)dan foydalanilmoqda. Chunki RUT analog uzatish tizimlariga qaraganda quyidagi afzalliklarga ega: shovqinga bardoshliligi, yuqori signalni uzatish sifati liniya trakti uzunligiga kam bog‘liq, texnik iqtisodiy ko‘rsatkichlari yuqori va boshqalar. Kanallari chastota bo‘yicha bo‘lingan analog uzatish tizimlarining bir qancha kamchiliklari tufayli, ularning optik aloqada qo‘llanilishi chegaralangan. Vazifasi va signallarni uzatish masofasiga ko‘ra tolali optik aloqa tizimlari magistral, mintaqaviy, mahalliy-shahar va qishloq aloqa tizimlariga bo‘linadi. Magistral tolali optik aloqa tizimlari signallarni 1000 km ga, zona tolali optik aloqa tizimlari signallarning 600 km ga uzatish, shahar tolali optik aloqa tizimlari shahar telefon tarmog‘ini bog‘lovchi liniyalarini zichlashtirish uchun xizmat qiladi. Chastota bo‘yicha zichlashtirish usulining afzalligi shundaki , signallarni bunday qabul qilish hisobiga regeneratsiyalash uchastkasi uzunligi 200 km gacha uzayadi va optik tolaning o‘tkazish qobiliyatidan foydalanish koeffitsiyenti ortadi. Optik tolaning o‘tkazish qobiliyatidan foydalanish koeffitsiyentini oshirishning istiqbolli yo‘nalishlaridan biri spektr bo‘yicha (to‘lqin bo‘yicha) zichlashtirishdir. Bunda har xil tezlikli va raqamli, analog turli modulyatsiyali (telefon, televideniye, telemetriya, EXM boshqarish signallari) signallarni uzatish imkoniyati kengayadi. Bu esa iqtisodni tejovchi ko‘p funksiyali aloqa tizimlarini tashkil etishni ta’minlaydi[10]. Optik tolaning spektral o‘tkazish oralig’idan bir muncha to‘liq foydalanish bu usulning eng muhim afzalliklaridan biri hisoblanadi. Hozirgi kunda 0,8....1,8 mkm diapazon oralig‘i o‘rganilgan. Agarda spektral kanalning kengligi 10 nm ni tashkil etsa, u holda belgilangan diapazonda 100 tagacha spektral kanallarni joylashtirish mumkin.
To‘lqin uzunligiga nisbatan o‘zak diametriga bog‘liq ravishda optik tolalar bir modali va ko‘p modaliga bo‘linadi [11,12]. Bir modali optik tolalarda ko‘pincha o‘zak diametri 7-10 mkm ko‘p modali optik tolalarda esa 50-62,5 mkm (1.2,b-rasm) bo‘ladi. Ikkala turda qobiq diametri 125 mkm ni tashkil etadi.
Insoniyat taraqqiyotida aloqa, xususan, optik aloqa (OA)ning roli katta boigan, bunga sabab yorugiik nurining tarqalish tezligining juda yuqoriligi (3 I0 8 m/s), to‘g‘ri chiziqli tarqahshi va boshqa xususiyatlaridir. Axborotlarni uzatish uchun yorugiik nurining qoilanilishi uzoq tarixga cga. Dengizchilar axborotlarni uzatish uchun signal lampalarini qoilaganlar, mayoqlar esa ko‘p asrlar davomida dengizchilami xavf-xatardan ogohlantirgan. XVIII asrning 90-yiharida I.P. Kulibin (Rossiya) va K. Shapp (Fransiya) bir-biridan bexabar optik telegraf ixtiro qilishgan. Bu optik telegraf quyosh nurini ko‘zguIar yordamida qaytarish asosida ishlagan. A xborotlarni masofaga uzatishda yorug'lik nurining qulayligini sezgan amerikalik ixtirochi Aleksandr Grexem Bell 1882-yilda fokuslantirilgan quyosh nurini qo‘llab, Vashingtonda ikki bino tomi o‘rtasida optik telefon (fotofon) aloqasini o‘matgan. U o‘zining qurilmasi yordamida ovozni nur orqali 200 metr masofaga uzatgan. Bu tizimlar atmosfera orqali to ‘g‘ri uzatishni ta’minlangan. Axborotlami ochiq atmosferada uzatish yaxshi natija bermadi. Bunga sabab atmosferadagi harorat, havo oqimi, changlar, tuman va hakozolar tinimsiz o‘zgarib turganhgi sababli ochiq havo yorug‘lik uzatuvchi muhit sifatida ishlashga yaroqsizligi va bu muammoning yechimi - axborotlami yorug‘lik uzatkich bo'ylab uzatish g‘oyasi olimlar tomonidan XX asming 60-yillarida aniqlandi. Bu g‘oya yaratilgunuga qadar olimlar bu borada tinimsiz ilmiy izlanishlar olib bordilar.
Amaliyotda ko‘p modali va bir modali optik tola diametrlarining boshqa qiymatlari ham mavjud. Bir modali optik toladan faqat bir moda (yorug‘lik tashuvchi) uzatiladi. Ko‘p modali optik toladan esa apertura burchagi doirasida tolaga turli burchaklar ostida kiritiladigan bir necha yuzlab ruxsat etilgan modalarni bir vaqtda uzatish mumkin. Barcha ruxsat etilgan modalar turli tarqalish yo‘li va vaqtiga ega. Pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli ko‘p modali optik tolalar ikki muhit chegarasida sindirish ko‘rsatkichlarining keskin (pog‘ona ko‘rinishida) o‘zgarishi (n1 dan n2 ga) bilan xarakterlanadi.
Pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli optik tolalar o‘tkazish polosasini chegaralaydi, lekin gradiyent sindirish ko‘rsatkichli optik tolalarga nisbatan arzon hisoblanadi. Bir modali optik tolalarda modalararo dispersiyaning yuzaga kelmasligi sababli ular yuqori o‘tkazish qobiliyatiga ega. Biroq uzatuvchi qismda birmuncha qimmat bo‘lgan lazer diodlardan foydalanish talab etiladi.
Optik tolada signallarni uzatish sifatiga ta’sir qiluvchi eng muhim omillardan biri dispersiya hisoblanadi. Dispersiya bu yorug‘lik impulslari oxirlarini cho‘zilishi, ya’ni impulslarni kengayishidir. Impulslar kengayib, bir birini qoplaydi, simvollararo buzilishlar yuzaga keladi va qabul qilishda impulslar ketma-ketligidan uzatilgan foydali informatsiyani ajratib bo‘lmay qoladi. Dispersiya o‘tkazish qobiliyatini kamaytirib, optik tizimlarni ish tezligini chegaralaydi.Odatda dispersiya bir kilometr hisobida meyorlashtiriladi va ps/km da o‘lchanadi.
|