Vláknová optika a její aplikace

Optická vlákna ukazují příklad, jak vědecké poznatky se přenáší na technologický pokrok, který v konečném důsledku usnadnit život obyčejného člověka. Pomocí optických vláken na několik let spojený komunikační prostředek pro přenos elektrických signálů. Tenký velikost vlákna lidského vlasu může být použita pro přenos celé řady signálů, které jsou potřebné pro provoz telefonu, připojením na internet, TV a tak dále. D. Samozřejmě, že vzhledem k vysokým provozním možnostem vláknové optiky byl použit nejen pro potřeby domácnosti.

signál přes optické přenosové technologie vláken

Samo o sobě je použití optického vlákna překladatele signálů - pouze zpřístupnění znalostí, které zkoumá vědeckou část vláknové optiky. Odborníci v tomto směru studují přenos informací a šíření světla, a ve stejném kontextu, spojené světlovody. Ty jsou používány, a jako distributoři na světě a jak jsou tyto informace vysílačů. Mimochodem, na bázi světelných diod jsou moderními trendy vývoje laserové technologie. V tomto případě je však jiná zajímavá otázka - co jev leží na srdci vláknové optiky? Tento jev odrazu (celkové) elektromagnetického záření v dielektrických hranic, které mají rozdílné indexy lomu. Kde nosič informace neslouží elektromagnetický signál, a kódovaný světelného toku. Abychom pochopili míru nadřazenosti kabelů z optických vláken k tradičnímu kov by měl znovu obrátit na jejich kapacitě. Již bylo zmíněno příze, jehož tloušťka je větší než 0,5 mm, je schopen dodávat množství informací, které budou sloužit konvenční měděné vodiče o tloušťce pouhých 50 mm.

Způsoby výroby optického vlákna

Existují dva hlavní způsoby, které mohou být vyráběny v optickém vláknu. To je technika vytlačování a tavicích použití polotovarů. První technologie umožňuje nekvalitní materiál plastový bázi, takže dnes je prakticky nepoužívají. Druhý způsob je považován za primární a nejúčinnější. Předlisek - je prázdná, který se nachází v konstrukci pro kreslení přízí. Podle moderních standardů, polotovar může mít výšku až do několika desítek metrů. Navenek se toto sklo tyč o průměru asi 10 cm, z nichž roztaveného jádra vlákna. V procesu výroby tyče spolu se směsí vláken se zahřívá na vysokou teplotu, načež se spřádací vláken. Délka výsledného materiálu může dosáhnout až několika kilometrů, i když v tomto případě je průměr zůstává konstantní - jeho automatické úpravy ovládání. V závislosti na tom, kde se optická vlákna, materiál pro to může být předem zpracován povlaky, které poskytují fyzikální a chemickou ochranu, které mají být použity. Co se týká směsí pro přízí v jejich složení obvykle zahrnuje materiály, jako je polyimid, akrylát, a silikonu.

Strukturní vlastnosti optického vlákna

Střední část závitu je jádro - samotné jádro vlákna, která se bude šířit světlo v průběhu operace. Jádro se vyznačuje vysokými indexy lomu světla, které je dosaženo použitím sklo dopované modifikačních speciálními přísadami. Například pro vláken siliky za použití typické složky, jako jsou refrakční příměsi. Na druhé straně, shell dělá několik věcí, nejdůležitější z nich je bezprostřední fyzická ochrana jádra. Tato část rovněž poskytuje lomu účinek, ale s minimální rychlostí. Hranice mezi těmito dvěma materiály tvoří světlovodný strukturu, která neumožňuje objem hlavního svazku přesahovat jádra. Rovněž stojí za zmínku, je, že základy vláknové optiky se týká odrůd materiálu vláken. Abychom byli přesní, hovoříme o dielektrických vlnovodů, které přenášejí světelné signály.

Odrůdy optických vláken

Nejběžnější křemen, plasty a vlákno flyuoridnye. Křemen příze založená na taveniny oxidu nebo podobné struktury materiálu včetně dotovaného oxidu křemičitého. Tento rámec umožňuje vyrábět flexibilní a dlouhá vlákna, vyznačující a vyznačující se tím, vysokou mechanickou pevnost. Plastové-optická vlákna vyrobená z polymerů a, jak již bylo uvedeno, nemůže zajistit vysokých hodnot výkonu. Jedná se zejména o příze mají velké procento ztráty dat, což omezuje jejich použití v náročných oblastech. Na druhé straně, dostupnost plastové vlákno udržuje zájem o tento materiál ve směru orientovaných spotřebitelů segmentu. Co se týče flyuoridnyh optických materiálů, jejich základem je založen na fluorozirkoničitan a fluorohlinitan brýlí. To je docela moderní a technologicky vyspělé řešení pro optické komunikace, ale obsah těžkých kovů ve struktuře také zabraňuje jejich použití, například ve zdravotnickém průmyslu.

Měřicí zařízení na vlákno

Nejběžnější zařízení používané v sadách optického vlákna a senzory Bragg rošty. Senzory s optickými vlákny - zařízení určené pro upevnění některé hodnoty, které charakterizují stav materiálu, v tomto okamžiku. Například, různé senzory mohou určit kmen, teploty, vibrace, tlaku a jiných proměnných. Bragg mřížka na jeho funkci, je blíže k optické charakteristiky. Zachycuje v jádrové vlákno lomu aperiodickou rušení. Toto měření umožňuje určit, jak optická vlákna jsou účinné ve vysílaném signálu za určitých okolností. Také odborníci použít OTDR, čísla registračních rozptýlení a odolnost.

Optické vláknové zesilovače a lasery

Jedná se o nejmodernější výrobky, které jsou vyvinuté na bázi technologie vláknové optiky. Na rozdíl od jiných typů laserů, použití optických vláken umožňuje kompaktní a ve stejnou dobu účinných spotřebičů. Zejména vláknové optiky technologie nahradila klasické laserových zařízení v důsledku následující výhody:

• Účinnost odvodu tepla.
• Zvýšené rychlosti výstupního záření.
• Čerpací účinnost.
• Vysoká spolehlivost a stabilita laseru.
• zařízení s nízkou hmotností.

Na druhé straně, zesilovače v závislosti na typu mohou být použity v domácí sítě linek, čímž se zvyšuje úroveň výkonu hlavního vlákna čáru. Avšak rozsah provozu vlákna stojí za zvážení podrobněji.

Proč používat optická vlákna?

několika směrech, který používá materiály z optických vláken může být identifikován. To je sféra domácích aplikací, telekomunikačních zařízení a výpočetní techniky, jakož i vysoce specializované výklenky, včetně některých medicínských oborů. speciální Optika je vyroben pro každý z těchto segmentů. Používat jako standardní televizní vysílání médií nebo internetového signálu, například omezené levných plastových modelů střední kvality. Ale pro laserového zařízení a drahé zdravotnické zařízení používají vysoce kvalitní křemen vlákno za předpokladu, jako další modifikátory.

Použití optických vláken v medicíně

Tato vlákna mohou být použity v lékařských přístrojů a nástrojů. Standardní technikou zahrnuje možnost zavedení speciálního zařízení na lomené světlo vláken, která jsou již v orgánu těla může přenášet signál na externí televizní kamerou. Fiber optika se používá v lékařství a jako osvětlení materiálu. Přístroj vybaven moduly vláken umožní bezbolestně zvýraznit žaludeční dutiny, nosohltanu, atd.

Použití optických vláken v počítačovém zařízení

Možná je to nejčastější nika, která si našla své místo vlákniny. Bez ní dnes nemůže dělat spojení mezi jednotlivými zařízeními, které přenášejí informace. Samozřejmě, že se to týká těch oblastech, kde je možné nebo vhodné použít bezdrátové připojení, které jsou také aktivně nahrazující kabely jako takový. Například největší telekomunikační společnosti dláždí meziregionální páteřní síť, která využívá optických vláken. Použití těchto kanálů pro periferní zařízení a konvenčních telekomunikačních služeb umožňuje uživatelům optimalizovat finanční náklady na údržbu síťové infrastruktury, jakož i zvýšit účinnost přenosu dat.

nevýhody vláken

Bohužel, optická vlákna se neobejde bez slabin. Ačkoliv obsah těchto příspěvků je levnější, nemluvě o absenci nutnosti časté aktualizace, náklady na materiál je mnohem vyšší než kovové protějšky. Kromě toho, optická vlákna a jejich použití v medicíně je velmi omezený z důvodu obsahu v některých slitiny olova a zirkonia nečistot, toxické nebezpečí pro člověka. V podstatě se jedná o nejvyšší kvalitu skleněných modelů, ne plastkovyh.

Výroba optických vláken v Rusku

V rámci substitučního programu dovozu v roce 2015, tovární „systémy Optické“ byla otevřena v Mordovia. Je to jediný podnik v Rusku, které v současné době pokud možno snaží vyhovět potřebám tuzemských spotřebitelů v optickém vlákně. Do roku 2015, ruský průmysl se rovněž podílí na výrobě optických materiálů, ale pouze v určitých cílených projektech. Stejný druh situace pokračuje i dnes. Pokud určitá společnost bude vyžadovat vláknové optiky a její využití v medicíně a v oblasti telekomunikačních zařízení bude finančně odůvodněné, pak existuje mnoho továren jsou připraveni pracovat na těchto speciálních objednávek individuálně. Nicméně, sériová výroba ve stejném kabelu z optického vlákna pouze Mordovie závod bude fungovat v blízké budoucnosti. Navíc, když není schopen dodávat na trh v souladu s objemem poptávky. Významný podíl na produkci stále koupil ve Spojených státech a Japonsku. Dokonce i domácí výrobky jsou vyráběny na dovážených surovinách.

závěr

Z optických vláken produkty vytvořené jako segment trhu již asi 15-20 lety. V průběhu let se spotřebitel dokázal ocenit důstojnost nových kabelů, ale pokrok nestojí na místě. Se zvyšující se technické a fyzikální vlastnosti a rozšířit používání materiálu. Nejnovější optické vlákno na bázi nanotechnologií, zejména aktivně používán v ropy a zemního plynu a obranného průmyslu. Na druhé straně, nelineární Optika se vyvíjí, zatímco pouze koncepční, ale velmi slibné oblasti techniky. Mezi nimi jsou kompresní laserových impulsů, optické solitonů, ultrakrátkých optického záření, atd Je zřejmé, že kromě teoretických studií s možností otevírání a uvnitř přísně vědeckého poznání, nový vývoj a umožnit trhu, aby se nové nabídky pro zákazníky na různých úrovních.