Fiberoptik och dess tillämpning

Optiska fibrer visar ett exempel på hur vetenskaplig kunskap överförs till tekniska framsteg som i slutändan gör livet lättare för den vanliga människan. Med fiberoptik för flera år tillhörande kommunikationsorgan för överföring av elektriska signaler. Tunn garnstorlek på ett mänskligt hårstrå kan användas för överföring av ett brett spektrum av signaler som krävs för att driva telefonen, Internet, TV och så vidare. D. Naturligtvis på grund av de höga operativa kapacitet fiberoptik har tillämpats inte bara hushåll.

signalera genom en optisk fibertransmissionsteknik

I sig, användningen av optisk fiber såsom en översättare signaler - endast förmedling av kunskap som granskar det vetenskapliga området i fiberoptik. Specialister i denna riktning studerar överföringsinformationen och utbredning av ljus, och i samma sammanhang, de kombinerade ljusledare. Den senare används och som distributörer i världen och hur informationen sändare. Förresten, som bygger på lysdioder som moderna trender utvecklingslaserteknik. I detta fall är emellertid en annan intressant fråga - vad fenomenet ligger i hjärtat av fiberoptik? Detta fenomen av inre reflektion (totalt) elektromagnetisk strålning i de dielektriska gränser som har olika brytningsindex. Varvid informationsbäraren tjänar inte elektromagnetisk signal, och en kodad ljusflödet. För att förstå graden av överlägsenhet av fiberoptiska kablar till den traditionella metallen bör återigen vända sig till sin kapacitet. Redan nämnts fibergarn vars tjocklek inte är mer än 0,5 mm, är i stånd att leverera den mängd information som kommer att tjäna konventionell koppar ledningar med en tjocklek på endast 50 mm.

Förfaranden för framställning av optisk fiber

Det finns två huvudsakliga metoder, som kan tillverkas i en optisk fiber. Detta är den teknik för extrudering och smält användning förformar. Den första tekniken gör låg kvalitet plastbaserat material, så idag är det praktiskt taget inte används. Den andra metoden anses vara den primära och mest effektiva. Förformen - är tom, som ligger i strukturen för att dra garn. Genom modern standard, kan förformen ha en höjd på upp till flera tiotals meter. Utåt, detta glasstav med en diameter av ca 10 cm, från vilken det smälta kärnfibern. I processen för tillverkning av stång tillsammans med en blandning av fibrer upphettas till en hög temperatur, varefter en spunna filamenten. Längden av det resulterande materialet kan nå flera kilometer, även om diametern i detta fall förblir konstant - dess automatiserade kontrolljusteringar. Beroende på var fiberoptik, material för det kan i förväg bearbetade beläggningar som ger fysiskt och kemiskt skydd som ska tillämpas. Som för de blandningar för garnen i deras komposition, som vanligen innefattar material såsom polyimid, akrylat, och silikon.

Strukturella särdrag hos den optiska fibern

Den centrala delen av gängan är kärnan - själva kärnan i fibern, vilket kommer att sprida ljus under loppet av operationen. Kärnan kännetecknas av höga ljusbrytningsindex som uppnås genom att använda glas dopat med modifierings speciella tillsatser. Till exempel, för kiseldioxidfibrer med användning av typiska komponenter såsom brytnings dopämne. I sin tur gör skalet flera saker, det viktigaste av dessa är den omedelbara fysiska skyddet av kärnan. Denna del ger också en brytningseffekt, men med en miniminivå. Gränsen mellan de två materialen bildar en ljusledare struktur som inte tillåter volymen av huvudbalken sträcker sig utanför kärnan. Också värt att notera är att fundamenten av fiberoptik hänvisar till de sorter av materialfibrer. För att vara exakt, talar vi om de dielektriska vågledare som sänder ljussignaler.

Sorter av optiska fibrer

Den vanligaste kvarts, plast och fiber flyuoridnye. Kvarts garn baserat på smältan genom oxid eller liknande material struktur inkluderande dopad kiseloxid. Denna ram gör det möjligt att producera flexibla och långa fibrer, känne och varvid den hög mekanisk hållfasthet. Plast-fiberoptik tillverkade av polymerer och, som redan nämnts, kan inte säkerställa höga prestandasiffror. I synnerhet, sådana garner har en stor andel av dataförlust, vilket begränsar deras användning i krävande områden. Å andra sidan, håller överkomliga plastfiber efterfrågan på detta material i riktningar orienterade konsumentsegmentet. När det gäller flyuoridnyh optiska material, är deras grund baserad på fluorozirkonatglas och fluoroaluminat glasögon. Det är ganska modernt och tekniskt avancerade lösningar för optisk kommunikation, men innehållet av tungmetaller i strukturen förhindrar också deras användning, till exempel inom sjukvården.

Mätutrustning för fiber

Den vanligaste utrustning som används i uppsättningar av den optiska fibern och sensorer är Bragg-gitter. Fiberoptiska sensorer - en anordning avsedd för att fixera vissa värden som kännetecknar tillståndet för materialet i det ögonblick. Till exempel, kan olika sensorer bestämma töjningen, temperatur, vibration, tryck och andra variabler. Bragg-gitter på dess funktion är närmare de optiska egenskaperna. Den fångar i fiberkärnan brytnings aperiodisk störning. Denna mätning gör det möjligt att avgöra hur fiberoptik är effektiva i sändningssignalen under vissa omständigheter. Även specialister använder en OTDR, registrering siffror försvinnande och motstånd.

Optiska fiberförstärkare och lasrar

Detta är den mest avancerade produkter, som utvecklas baserat på tekniken för fiberoptik. Till skillnad från andra typer av lasrar, möjliggör kompakt och på samma gång effektiva apparater användningen av optiska filament. I synnerhet, har fiberoptik teknologi ersatt de klassiska laseranordningar på grund av följande fördelar:

• Effektiviteten för värmeavlägsnande.
• Ökade priser på utgående strålning.
• Pumpeffektiviteten.
• Hög tillförlitlighet och stabilitet hos lasern.
• Låg vikt utrustning.

I sin tur, kan förstärkarna beroende på typ användas i hemnätverk linjer, vilket ökar prestandanivå huvudfiberlinjen. Men det är värt att överväga mer i detalj omfattningen av driften av fibern.

Varför använda fiberoptik?

flera riktningar, som använder fiberoptiska material kan identifieras. Detta är området för inhemska ansökningar, telekommunikationsutrustning och datorutrustning samt högt specialiserade nischer, inklusive vissa grenar av medicinen. speciell fiberoptik görs för vart och ett av dessa segment. Använd som standard TV överföringsmedia eller Internet signal, till exempel begränsade billig plast modeller av medelhög kvalitet. Men för laserutrustning och dyra medicinska anordningar använder hög kvalitet kvartsfiber tillhandahålles som ytterligare modifieringsmedel.

Användningen av fiberoptik i medicin

Sådana fibrer kan användas i medicinsk utrustning och instrument. Standardtekniken involverar möjligheten att införa en speciell apparat på de brutna ljusfibrer som redan i det organ i kroppen kan överföra en signal till en extern TV-kamera. Fiberoptik används inom medicin och som en belysningsmaterial. Apparat utrustad med fibermoduler låter dig smärtfritt att markera magen hålighet, nasofarynx, etc.

Användningen av fiberoptik i datorutrustningen

Kanske är den vanligaste nisch, som har funnit sin plats fiber. Utan det idag inte kan göra kopplingen mellan enskilda enheter som sänder information. Naturligtvis gäller detta de områden där det är omöjligt eller olämpligt att använda trådlösa anslutningar, som också aktivt ersätter kablar som sådan. Till exempel är de största telekommunikationsföretag banar inter stamnät, som använder fiberoptik. Användningen av dessa kanaler för kringutrustning och konventionella telekommunikationstjänster tillåter användare att optimera de finansiella kostnaderna för underhåll av nätinfrastrukturen, samt öka effektiviteten i dataöverföringen.

nackdelar med fiber

Tyvärr kan optiska trådar inte utan svagheter. Även om innehållet i sådana inlägg är billigare, att inte tala om bristen på behovet av frekventa uppdateringar, är kostnaden för material mycket högre än metall motsvarigheter. Dessutom är fiberoptik och dess användning inom medicin mycket begränsad på grund av innehållet i vissa legeringar av bly och zirkonium föroreningar, giftiga fara för människor. I grund och botten det gäller de högsta kvalitet glas modeller, inte plastkovyh.

Produktion av optisk fiber i Ryssland

Som en del av importsubstitutionsprogram 2015, fabriken "Fiberoptiska system" öppnade i Mordovia. Det är det enda företaget i Ryssland, som just nu så långt som möjligt försöker tillgodose behoven hos hushållen i den optiska fibern. År 2015 är den ryska industrin också bedriver tillverkning av fiberoptiska material, men endast inom vissa riktade projekt. Samma typ av situation fortsätter i dag. Om ett visst företag kommer att kräva fiberoptik och dess användning inom medicin och inom telekommunikation anläggningar kommer att ekonomiskt motiverad, då det finns en hel del fabriker är redo att arbeta med sådana specialbeställningar individuellt. Men massproduktion av samma kabel från fibern endast Mordovia anläggningen fungerar inom en snar framtid. Dessutom medan han inte kan förse marknaden i enlighet med volymen av efterfrågan. En betydande del av produktionen fortfarande köpas i USA och Japan. Även inhemska produkter tillverkas på importerade råvaror.

slutsats

Fiberoptiska produkter bildas som ett segment av marknaden är redan ca 15-20 år. Under årens lopp har konsumenten kunde uppskatta värdighet nya kablar, men framstegen inte stå stilla. Med ökande tekniska och fysiska egenskaper och expandera tillämpningen av materialet. Den senaste optisk fiber baserad på nanoteknologi, i synnerhet aktivt används inom olje- och gasindustrin och försvarsindustrin. I sin tur utvecklar olinjära fiberoptik medan endast konceptuella, men mycket lovande teknikområden. Bland dem är kompressionen av laserpulser, optiska solitoner, ultrakorta optisk strålning, etc. Det är uppenbart att förutom teoretiska studier med möjlighet att öppna och inom en strikt vetenskaplig kunskap, ny utveckling och låta marknaden göra nya erbjudanden till kunder på olika nivåer.