Fibra optică și aplicarea acesteia

Fibrele optice arată un exemplu de modul în care cunoștințele științifice este transferat la progresul tehnologic care fac în cele din urmă viața mai ușoară pentru omul de rând. Cu fibra optica pentru mai mulți ani de comunicare asociat mijloace pentru transmiterea semnalelor electrice. dimensiunea fire subțiri de un fir de păr uman poate fi utilizat pentru transmiterea unei game largi de semnale care sunt necesare pentru a opera telefon, conexiune la internet, TV și așa mai departe. D. Desigur, datorită capacităților operaționale ridicate de fibră optică a fost aplicată nu numai la nevoile casnice.

semnal printr-o tehnologie optică de transmisie fibra

În sine, utilizarea fibrei optice ca un semnal translator - numai dezvăluirea de cunoștințe care examinează secțiunea științifică a fibrei optice. Specialiștii în această direcție sunt studiază transmiterea informațiilor și propagarea luminii, și, în același context, ghidurile de lumină combinate. Acestea din urmă sunt folosite și ca distribuitori ai lumii și modul în care transmițătoare de informații. Apropo, bazate pe diode emițătoare de lumină ca tendințele moderne de dezvoltare a tehnologiei cu laser. În acest caz, cu toate acestea, o altă întrebare interesantă - ce fenomen se află în centrul fibrei optice? Acest fenomen de reflecție internă (total) radiație electromagnetică în limitele dielectrice având indici de refracție diferiți. Care purtătorul de informații nu servește semnal electromagnetic, și un flux de lumină codificat. Pentru a înțelege gradul de superioritate de cabluri de fibră optică la metalul tradițional trebuie să se întoarcă din nou la capacitatea lor. Menționat deja fire din fibre a căror grosime nu mai mare de 0,5 mm, este capabil să livreze cantitatea de informații care va servi cabluri convenționale din cupru, cu o grosime de doar 50 mm.

Metode de fabricare a fibrelor optice

Există două metode principale, care pot fi fabricate într-o fibră optică. Aceasta este tehnica de extrudare și de topire folosind preforme. Prima tehnologie permite un material pe bază de plastic, de slabă calitate, așa că astăzi este, practic, nu este utilizat. A doua metodă este considerată un primar și cel mai eficient. Preforma - este goală, situată în structura pentru desen fire. Prin standardele moderne, preforma poate avea o înălțime de până la câteva zeci de metri. La exterior, această baghetă de sticlă cu un diametru de aproximativ 10 cm, din care fibra de miez topit. În procesul de fabricație tijă împreună cu un amestec de fibre este încălzit la o temperatură ridicată, după care o filamente de filare. Lungimea materialului rezultat poate ajunge la mai mulți kilometri, deși în acest caz diametrul rămâne constant - ajustările de control automatizate. În funcție de unde fibrele optice, materialul pentru aceasta poate fi acoperiri care asigură o protecție fizică și chimică care trebuie aplicate pre-prelucrate. În ceea ce privește amestecurile pentru fire în compoziția lor include, de obicei, materiale cum ar fi poliamida, acrilat și silicon.

Caracteristici structurale ale fibrei optice

Partea centrală a firului este de bază - chiar miezul fibrei, care se va răspândi lumina în cursul funcționării. Miezul este caracterizat prin indicii de refracție de lumină de mare, care se realizează prin utilizarea de sticlă dopat cu aditivi speciali de modificare. De exemplu, pentru fibrele de silice folosind componente tipice, cum ar fi dopant refractie. La rândul său, shell-ul face mai multe lucruri, dintre care cel mai important este imediată protecția fizică a miezului. Această parte oferă, de asemenea, un efect de refractie, dar cu o rată minimă. Granița dintre cele două materiale formează o structură de ghidare a luminii, care nu permite volumul fasciculului principal se extind dincolo de miezul. De asemenea, demn de remarcat este faptul că bazele de fibre optice se referă la soiurile de fibre de material. Pentru a fi precis, vorbim despre ghiduri de unda dielectric care transmit semnale luminoase.

Soiurile de fibre optice

Cel mai frecvent cuarț, din plastic si fibra flyuoridnye. Fire de cuarț bazat pe topitură de oxid sau structură materiale similare, inclusiv oxid de siliciu dopat. Acest cadru permite producerea fibrelor flexibile și lungi, caracterizate și în care rezistența mecanică ridicată. Plastic cu fibre optice fabricate din polimeri și, după cum sa menționat deja, nu se poate asigura cifrele de înaltă performanță. În special, aceste fire au un procent mare de pierdere de date, care limitează utilizarea acestora în zonele solicitante. Pe de altă parte, fibre de suportabilitate din plastic păstrează cererea pentru acest material în direcții orientate spre segmentul de consum. În ceea ce privește materialele optice flyuoridnyh, temelia lor se bazează pe ochelari fluorzirconatul și fluoroaluminați. Este destul de soluții moderne și avansate tehnologic pentru comunicarea optică, dar conținutul de metale grele din structura previne, de asemenea, utilizarea lor, de exemplu, în industria de asistență medicală.

Echipament de măsurare pentru fibre

Cele mai frecvente echipamentele utilizate în seturi de fibra optică și senzori sunt grilaje Bragg. Senzori fibra optica - un dispozitiv destinat pentru fixarea unor valori care caracterizează starea materialului în acest moment. De exemplu, diverși senzori pot determina tulpina, temperatură, vibrații, presiune și alte variabile. Bragg pe funcția sa este mai aproape de caracteristicile optice. Ea surprinde în miez de fibre perturbarea aperiodice de refracție. Această măsurare permite de a determina modul în care fibra optica sunt eficiente în semnalul de emisie, în anumite circumstanțe. De asemenea, specialiștii folosesc un OTDR, cifrele de înregistrare disiparea și rezistență.

amplificatoare cu fibre optice și lasere

Aceasta este cele mai avansate produse, care sunt dezvoltate bazate pe tehnologia fibrei optice. Spre deosebire de alte tipuri de lasere, utilizarea de filamente optice permite compact și la aparatele eficiente în același timp. În special, tehnologia de fibră optică a înlocuit dispozitivele clasice cu laser datorită următoarelor avantaje:

• Eficiența îndepărtării căldurii.
• Ratele crescute ale radiațiilor de ieșire.
• Pompare eficienta.
• fiabilitate ridicată și stabilitate a laserului.
• Echipamente de greutate redusă.

La rândul său, amplificatoarele în funcție de tipul poate fi utilizat în liniile de acasă de rețea, creșterea nivelului de performanță linia de fibră principală. Cu toate acestea, domeniul de operare al fibrei merită luat în considerare mai detaliat.

De ce folosesc fibra optica?

mai multe direcții, care utilizează materiale de fibră optică pot fi identificate. Aceasta este sfera de aplicații casnice, echipamente de telecomunicații și echipamente informatice, precum și nișe extrem de specializate, inclusiv unele ramuri ale medicinei. fibra optica speciala se face pentru fiecare dintre aceste segmente. Utilizare ca medii standard de transmisie TV sau semnal de Internet, de exemplu, modele limitate ieftine de plastic de calitate medie. Dar pentru echipamentele laser și costisitoare dispozitive medicale folosesc fibra de cuarț de înaltă calitate, cu condiția ca modificatori suplimentare.

Utilizarea fibrei optice în medicină

Aceste fibre pot fi utilizate în echipamente și instrumente medicale. Tehnica presupune standard de posibilitatea de a introduce un aparat special pe fibrele de lumină refractate, care sunt deja în organ al corpului poate transmite un semnal de la un aparat de fotografiat extern de televiziune. Fibra optică utilizată în medicină și ca material de iluminat. Aparatură echipate cu module de fibre să vă painlessly pentru a evidenția cavitatea stomacului, nazofaringe, etc.

Utilizarea fibrei optice în echipamentul de calculator

Poate că aceasta este cea mai comună nișă, care și-a găsit fibra de loc. Fără ea astăzi nu se poate face legătura între dispozitive individuale care transmit informații. Desigur, acest lucru se aplică în acele zone în care este imposibil sau inadecvat să se utilizeze conexiuni fără fir, care sunt, de asemenea, în mod activ înlocuiesc cablurile ca atare. De exemplu, cele mai mari companii de telecomunicații sunt deschizand rețeaua de coloana vertebrală interregională, care utilizează fibre optice. Utilizarea acestor canale pentru echipamentele periferice și serviciile de telecomunicații convenționale permite utilizatorilor să optimizeze costurile financiare de întreținere a infrastructurii de rețea, precum și crește eficiența transmisiei de date.

dezavantajele de fibre

Din păcate, fire optice nu se poate face fără puncte slabe. Deși conținutul acestor postări este mai ieftin, să nu mai vorbim de lipsa de nevoia de actualizări frecvente, costul materialului este mult mai mare decât omologii din metal. În plus, fibrele optice și utilizarea sa în medicină este extrem de limitată din cauza conținutului în unele aliaje de impurități de plumb și zirconiu, pericol toxic pentru om. Practic se referă la cele mai înalte modele de sticlă de calitate, nu plastkovyh.

Producția de fibră optică în Rusia

Ca parte a programului de substituție de import în 2015, fabrica „sisteme de fibră optică“, a fost deschis în Mordovia. Este singura întreprindere din Rusia, care în acest moment, în măsura în care este posibil încercarea de a satisface nevoile consumatorilor interni din fibra optică. Până în 2015, industria rusă este, de asemenea, implicat în fabricarea de materiale din fibre optice, dar numai în anumite proiecte specifice. Același tip de situație continuă și astăzi. În cazul în care o anumită companie va necesita fibra optica si utilizarea sa în medicină și în domeniul instalațiilor de telecomunicații vor fi justificate punct de vedere financiar, atunci există o mulțime de fabrici sunt gata să lucreze la astfel de ordine speciale în mod individual. Cu toate acestea, producția de masă de același cablu de fibra singura planta Mordovia va lucra în viitorul apropiat. Mai mult decât atât, în timp ce el nu este în măsură să furnizeze pe piață, în conformitate cu volumul cererii. O parte semnificativă a producției este încă cumpărat în Statele Unite și Japonia. Chiar si produsele autohtone sunt fabricate pe materii prime importate.

concluzie

Produse din fibre optice formate ca un segment al pieței este deja de aproximativ 15-20 de ani. De-a lungul anilor, consumatorul a fost în măsură să aprecieze demnitatea de noi cabluri, dar progresul nu se opune în continuare. Odată cu creșterea calități tehnice și fizice și să extindă aplicarea materialului. Cele mai recente fibra optica bazate pe nanotehnologie, în special, utilizate în mod activ în industria de petrol și gaze și industria de apărare. La rândul său, neliniar fibra optica se dezvolta in timp ce doar conceptual, dar domenii foarte promițătoare de tehnologie. Printre acestea se numără compresia pulsuri laser, solitoni optice, radiații optice ultra-scurt, etc. Este evident că, în plus față de studiile teoretice cu posibilitatea de deschidere și în cadrul unei cunoștințe strict științifice, noile evoluții și pentru a permite pieței de a face noi oferte pentru clienții de diferite niveluri.