ኦፕቲካል ፋይበር ሳይንሳዊ እውቀት ወደ ቴክኖሎጂ እድገት እንዴት እንደሚተረጎም እና በመጨረሻም ለተራው ሰው ህይወትን ቀላል እንደሚያደርግ የሚያሳይ ምሳሌ ይሰጣሉ። ለበርካታ አመታት ፋይበር ኦፕቲክስ የኤሌክትሪክ ምልክቶችን ለማስተላለፍ የመገናኛ ዘዴዎች ጋር ተቆራኝቷል. የሰውን ፀጉር የሚያክል ቀጭን ክሮች የስልክ፣ የኢንተርኔት ግንኙነት፣ ቲቪ ወዘተ ለመስራት የሚፈለጉትን የተለያዩ ምልክቶችን ለማስተላለፍ ይጠቅማሉ።በእርግጥ ከፍተኛ አፈጻጸም ስላለው ፋይበር ኦፕቲክስ በ የቤት ውስጥ ፍላጎቶች።
የጨረር ሲግናል ማስተላለፊያ ቴክኖሎጂ
በራሱ ኦፕቲካል ፋይበርን እንደ ሲግናል ተርጓሚ መጠቀም በፋይበር ኦፕቲክስ ሳይንሳዊ ክፍል እየተፈተሸ ያለው የተገለጸው እውቀት አካል ብቻ ነው። በዚህ አካባቢ ያሉ ስፔሻሊስቶች የመረጃ ስርጭትን እና የብርሃን ስርጭትን እና በአንድ አውድ ውስጥ በብርሃን መመሪያዎች የተዋሃዱ ናቸው. የኋለኞቹ ሁለቱንም እንደ ብርሃን አከፋፋዮች እና እንደ መረጃ አስተላላፊነት ያገለግላሉ። በነገራችን ላይ የጨረር ቴክኖሎጂዎች እድገት ዘመናዊ አዝማሚያዎች በ LEDs ላይ የተመሰረቱ ናቸው. በዚህ ጉዳይ ላይ ሌላ ጥያቄ የበለጠ ትኩረት የሚስብ ነው - የፋይበር ኦፕቲክስ መሰረት የሆነው ምን ክስተት ነው? ይህ ክስተትየኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች ውስጣዊ ነጸብራቅ (ጠቅላላ) የተለያዩ የማጣቀሻ ኢንዴክሶች ባላቸው ዳይኤሌክትሪክ መካከል ባለው ግንኙነት። ከዚህም በላይ የመረጃ ማጓጓዣው የኤሌክትሮማግኔቲክ ምልክት አይደለም, ነገር ግን ኮድ የተደረገ የብርሃን ፍሰት ነው. የፋይበር ኦፕቲክ ኬብሎች በባህላዊ የብረት ኬብሎች ላይ ያለውን የላቀ ደረጃ ለመረዳት የመተላለፊያ ይዘታቸውን እንደገና መጥቀስ ተገቢ ነው። ቀደም ሲል የተጠቀሰው የፋይበር ክር ውፍረቱ ከ 0.5 ሚሊ ሜትር ያልበለጠ, መደበኛ የመዳብ ሽቦዎች በ 50 ሚሜ ውፍረት ብቻ የሚያገለግሉትን የመረጃ መጠን ማስተላለፍ ይችላል.
የፋይበር ኦፕቲክ ማምረቻ ዘዴዎች
ኦፕቲካል ፋይበር የሚመረትባቸው ሁለት ዋና መንገዶች አሉ። ቅድመ ቅርጾችን በመጠቀም የማስወጣት እና የማቅለጥ ዘዴ ነው. የመጀመሪያው ቴክኖሎጂ በፕላስቲክ ላይ የተመሰረተ ዝቅተኛ ጥራት ያለው ቁሳቁስ ለማግኘት ያስችላል, ስለዚህ ዛሬ በተግባር ጥቅም ላይ አይውልም. ሁለተኛው ዘዴ እንደ ዋናው እና በጣም ውጤታማ ነው ተብሎ ይታሰባል. ፕሪፎርም ክሮችን ለመሳል በተዘጋጀ መዋቅር ውስጥ ያለ ቅድመ ቅርጽ ነው. በዘመናዊ መመዘኛዎች ፣ ቅድመ ቅርጾች እስከ ብዙ አስር ሜትሮች ከፍ ሊል ይችላል። በውጫዊ ሁኔታ, ይህ ከ 10 ሴንቲ ሜትር የሆነ ዲያሜትር ያለው የመስታወት ዘንግ ነው, ከእሱ ውስጥ የክርው እምብርት ይቀልጣል. በማምረት ሂደት ውስጥ, ኮር, ለቃጫዎች ቅልቅል, ወደ ከፍተኛ የሙቀት መጠን ይሞቃል, ከዚያ በኋላ ክሮች ይፈጠራሉ. የተገኘው ቁሳቁስ ርዝመት ብዙ ኪሎሜትር ሊደርስ ይችላል, ምንም እንኳን ዲያሜትሩ ሳይለወጥ ቢቆይም - በራስ-ሰር ተቆጣጣሪዎች ቁጥጥር ስር ነው. ፋይበር ኦፕቲክስ ጥቅም ላይ በሚውልበት ቦታ ላይ በመመስረት ቁሳቁስ ለኬሚካላዊ እና አካላዊ ጥበቃን በሚሰጡ ሽፋኖች ቀድመው ሊታከሙ ይችላሉ. ክሩ እራሳቸው ሲዋሃዱ አብዛኛውን ጊዜ እንደ ፖሊይሚድ፣ አክሬሌት እና ሲሊኮን ያሉ ቁሳቁሶችን ይጨምራሉ።
የፋይበር ዲዛይን ባህሪያት
የክርው ማዕከላዊ ክፍል ዋናው - የፋይበር ዋናው አካል ሲሆን ይህም በሚሠራበት ጊዜ ብርሃንን ያሰራጫል. አንኳር በጨረር ብርሃን ማጣቀሻዎች ይገለጻል ፣ ይህም የሚገኘው በልዩ ተጨማሪዎች በማሻሻያ የመስታወት ዶፒንግ በመጠቀም ነው። ለምሳሌ፣ እንደ ዶፓንት ያሉ የተለመዱ የማጣቀሻ አካላት ለሲሊካ ፋይበር ጥቅም ላይ ይውላሉ። በምላሹም ዛጎሉ በርካታ ተግባራትን ያከናውናል, ዋናው የኮር ቀጥተኛ አካላዊ ጥበቃ ነው. ይህ ክፍል የንፅፅርን ተፅእኖም ይሰጣል ፣ ግን በትንሹ ቅንጅት። በሁለቱ ቁሳቁሶች መካከል ያለው ወሰን ከዋናው ብርሃን ለማምለጥ የማይፈቅድ የብርሃን መመሪያ መዋቅር ይፈጥራል. በተጨማሪም የፋይበር ኦፕቲክስ መሰረታዊ ነገሮች ቁሳቁሶችን ወደ የብርሃን መመሪያዎች ዓይነቶች እንደሚያመለክቱ ልብ ሊባል ይገባል. ይበልጥ ትክክለኛ ለመሆን፣ የብርሃን ምልክቶችን ስለሚያስተላልፉ ስለ ኤሌክትሪክ ሞገድ መመሪያዎች እየተነጋገርን ነው።
የኦፕቲካል ፋይበር ዓይነቶች
በጣም የተለመዱት ኳርትዝ፣ፕላስቲክ እና ፍሎራይድ ፋይበር ናቸው። የኳርትዝ ክሮች በኦክሳይድ ማቅለጥ ወይም በአወቃቀሩ ተመሳሳይ በሆኑ ቁሳቁሶች ላይ የተመሰረቱ ናቸው፣ ዶፔድ ሲሊኮን ኦክሳይድን ጨምሮ። ይህ መሠረት የሚለያዩ ተለዋዋጭ እና ረጅም ፋይበርዎችን ለማምረት ያስችላልእና ከፍተኛ የሜካኒካዊ ጥንካሬ. የፕላስቲክ-ፋይበር ኦፕቲክስ ከፖሊመሮች የተሠሩ ናቸው, እና ቀደም ሲል እንደተገለፀው, ከፍተኛ አፈፃፀም ማቅረብ አይችሉም. በተለይም እንደዚህ ያሉ ክሮች የውሂብ መጥፋት ከፍተኛ መቶኛ አላቸው, ይህም በሚያስፈልጋቸው ቦታዎች ላይ መጠቀምን ይገድባል. በሌላ በኩል, የፕላስቲክ ፋይበር ተመጣጣኝ ዋጋ የዚህን ቁሳቁስ ፍላጎት በቤተሰብ ክፍል ላይ በሚያተኩሩ አቅጣጫዎች ያስቀምጣል. እንደ ፍሎራይድ ኦፕቲካል ቁሶች, መሰረታቸው በ fluorozirconate እና fluoroaluminate መነጽሮች ላይ የተመሰረተ ነው. እነዚህ የጨረር ግንኙነትን ለማቅረብ በጣም ዘመናዊ እና ቴክኖሎጂያዊ መፍትሄዎች ናቸው, ነገር ግን በአወቃቀሩ ውስጥ ያሉት የሄቪ ብረቶች ይዘት እንዲሁ እንዲጠቀሙ አይፈቅድም, ለምሳሌ በህክምና ኢንዱስትሪ ውስጥ.
ፋይበር መለኪያ መሳሪያዎች
በኦፕቲካል ፋይበር ኪት ውስጥ በጣም የተለመዱት መሳሪያዎች ሴንሰሮች እና ብራግ ግሬቲንግስ ናቸው። የፋይበር ኦፕቲክ ዳሳሾች በአሁኑ ጊዜ የቁሱ ሁኔታን የሚያሳዩ የተወሰኑ እሴቶችን ለማስተካከል የተነደፉ መሳሪያዎች ናቸው። ለምሳሌ፣ የተለያዩ ዳሳሾች የሜካኒካዊ ጭንቀትን፣ የሙቀት መጠንን፣ ንዝረትን፣ ግፊትን እና ሌሎች መጠኖችን ለይተው ማወቅ ይችላሉ። በተግባሩ ውስጥ ያለው ብራግ ግሬቲንግ ወደ ኦፕቲካል ባህሪያት ቅርብ ነው. በፋይበር ኮር ውስጥ የአፔርዮዲክ ሪፍራክሽን ረብሻን ያስተካክላል። ይህ መለኪያ በተወሰኑ ሁኔታዎች ውስጥ ምልክትን ለማስተላለፍ ምን ያህል ውጤታማ ፋይበር ኦፕቲክስ እንደሆነ ለመወሰን ያስችልዎታል. በተጨማሪም ባለሙያዎች ኦፕቲካልን ይጠቀማሉመበታተን እና መቋቋምን የሚመዘግብ አንጸባራቂ መለኪያ።
Fiber-optic amplifiers እና lasers
ይህ በፋይበር ኦፕቲክስ ቴክኖሎጂ ላይ የተመሰረተ እጅግ የላቀ ምርት ነው። ከሌሎች የሌዘር ዓይነቶች በተለየ የኦፕቲካል ፋይበር አጠቃቀም የታመቁ እና በተመሳሳይ ጊዜ ውጤታማ መሳሪያዎችን ለመፍጠር ያስችላል። በተለይም የፋይበር ኦፕቲክስ ቴክኖሎጂ ክላሲካል ሌዘር መሳሪያዎችን በሚከተሉት ጥቅሞች ለመተካት አስችሏል፡
- የሙቀት ማስመጫ ቅልጥፍና።
- የጨመረ የውጤት ጨረር።
- ውጤታማ ፓምፕ ማድረግ።
- የሌዘር ከፍተኛ አስተማማኝነት እና መረጋጋት።
- ዝቅተኛ ክብደት መሳሪያዎች።
በምላሹም ማጉያዎች እንደየየየየየየየየየየየየየየየ የየየየየየየየየየየየየየ የየየየየየየየ የየየየየየየየየየየየ የየየየየየየየ የየየየየየየየየየ የየየየየየየየ የየየየየየየየየየየየየየየየየየየየየየየ, የየየየየየየየየየየየየየየየየየየየየየየየየዉን, የዉን ዉጤቱን ይጨምራል. ሆኖም የፋይበር ኦፕሬሽን ወሰን በበለጠ ዝርዝር ሊታሰብበት የሚገባ ነው።
ፋይበር ኦፕቲክስ ለምን ይጠቅማል?
በርካታ የፋይበር ኦፕቲክ ቁሶች ጥቅም ላይ የሚውሉባቸው ቦታዎች አሉ። ይህ የቤት ውስጥ አጠቃቀም ፣ የቴሌኮሙኒኬሽን መሳሪያዎች እና የኮምፒተር መሳሪያዎች ፣ እንዲሁም የተወሰኑ የመድኃኒት አካባቢዎችን ጨምሮ ልዩ ልዩ ቦታዎች ናቸው ። ለእያንዳንዱ እነዚህ ክፍሎች ልዩ ፋይበር ኦፕቲክስ ይመረታሉ. አተገባበር እንደ ተለመደው የቲቪ ወይም የኢንተርኔት ምልክት ማስተላለፊያ ዘዴ ለምሳሌ መካከለኛ ጥራት ባላቸው ርካሽ የፕላስቲክ ሞዴሎች የተገደበ ነው። ነገር ግን ለጨረር መሳሪያዎች እና ውድየህክምና መሳሪያዎች ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን የኳርትዝ ፋይበርዎችን ይጠቀማሉ፣ እንዲሁም ከተጨማሪ ማሻሻያዎች ጋር።
የኦፕቲካል ፋይበር በመድኃኒት ውስጥ
እንዲህ አይነት ፋይበር ለህክምና መሳሪያዎች እና መሳሪያዎች መጠቀም ይቻላል። መደበኛ ቴክኖሎጂ በተገለበጠ የብርሃን ፋይበር ላይ የተመሰረተ ልዩ መሣሪያን የማስተዋወቅ እድልን ይጠቁማል, ይህም ቀድሞውኑ በሰውነት አካል ውስጥ ወደሚገኝ ውጫዊ የቴሌቪዥን ካሜራ ምልክት ያስተላልፋል. ፋይበር ኦፕቲክስ ለመድኃኒትነት እና ለብርሃን ቁሳቁስ ጥቅም ላይ ይውላል. በፋይበር ሞጁሎች የታጠቁ መሳሪያዎች የሆድ፣ ናሶፍፊረንክስ፣ ወዘተ ያሉትን ክፍተቶች ያለምንም ህመም ለማብራት ያስችላሉ።
የጨረር ፋይበር በኮምፒተር መሳሪያዎች ውስጥ መጠቀም
ምናልባት ይህ የኦፕቲካል ፋይበር ቦታውን ያገኘበት በጣም የተለመደ ቦታ ሊሆን ይችላል። ዛሬ, መረጃን በሚያስተላልፉት በእያንዳንዱ መሳሪያዎች መካከል የመገናኛ መስመሮች ከአሁን በኋላ ያለሱ ማድረግ አይችሉም. በእርግጥ ይህ የገመድ አልባ ግንኙነቶችን ለመጠቀም የማይቻል ወይም ተግባራዊ በማይሆንባቸው ቦታዎች ላይ ይሠራል ፣ እነዚህም እንዲሁ ኬብሎችን በንቃት በመተካት ላይ ናቸው። ለምሳሌ ትላልቅ የቴሌኮሙኒኬሽን ኩባንያዎች ፋይበር ኦፕቲክስን የሚጠቀሙ ኢንተርሬጅናል የጀርባ አጥንት ኔትወርኮችን እየዘረጋ ነው። እነዚህን የመሰሉ ቻናሎች የተጓዳኝ መሳሪያዎችን እና ተራ የቴሌኮሙኒኬሽን አገልግሎት ተጠቃሚዎችን ለማገናኘት መጠቀማቸው የኔትዎርክ መሠረተ ልማትን ለመጠበቅ የገንዘብ ወጪን እንዲያሳድጉ እና የመረጃ ስርጭትን በራሱ ውጤታማነት ይጨምራል።
የፋይበር ጉዳቶች
እንደ አለመታደል ሆኖ የጨረር ክሮች ያለ ድክመቶች አይደሉም። ምንም እንኳን የእንደዚህ አይነት ሽቦዎች ጥገና ርካሽ ቢሆንም, በተደጋጋሚ የዝማኔዎች አስፈላጊነት አለመኖሩን አለመጥቀስ, የቁሱ ዋጋ እራሱ ከተመሳሳይ የብረት ባልደረባዎች የበለጠ ነው. በተጨማሪም ፋይበር ኦፕቲክስ እና ለህክምና አጠቃቀሙ እጅግ በጣም የተገደበ ነው, ምክንያቱም በአንዳንድ ውህዶች ውስጥ በሰዎች ላይ መርዛማ በሆኑ የእርሳስ እና የዚሪኮኒየም ቆሻሻዎች ይዘት ምክንያት. ይህ በዋናነት የሚሠራው ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን የመስታወት ሞዴሎችን እንጂ የፕላስቲክ ሞዴሎችን አይደለም።
በሩሲያ ውስጥ የኦፕቲካል ፋይበር ምርት
እንደ እ.ኤ.አ. በ2015 የማስመጣት መተኪያ ፕሮግራም አካል የሆነው የኦፕቲካል ፋይበር ሲስተምስ ፋብሪካ በሞርዶቪያ ተከፈተ። ይህ በሩሲያ ፌዴሬሽን ውስጥ ብቸኛው ድርጅት ነው, ይህም በአሁኑ ጊዜ የቤት ውስጥ ሸማቾችን በኦፕቲካል ፋይበር ውስጥ በተቻለ መጠን ለማሟላት እየሞከረ ነው. እ.ኤ.አ. እስከ 2015 ድረስ የሩሲያ ኢንዱስትሪ የፋይበር ኦፕቲክ ቁሳቁሶችን በማምረት ሥራ ላይ ተሰማርቷል ፣ ግን በግለሰብ የታለሙ ፕሮጀክቶች ማዕቀፍ ውስጥ ብቻ ነበር ። ዛሬም ተመሳሳይ ሁኔታ በተወሰነ ደረጃ ቀጥሏል። አንድ የተወሰነ ኩባንያ ፋይበር ኦፕቲክስ የሚያስፈልገው ከሆነ እና በሕክምና ወይም በቴሌኮሙኒኬሽን መስክ አጠቃቀሙ በፋይናንሺያል የተረጋገጠ ከሆነ, እንደዚህ ባሉ ልዩ ትዕዛዞች በግለሰብ ደረጃ ለመስራት ዝግጁ የሆኑ ብዙ ፋብሪካዎች አሉ. ይሁን እንጂ በቅርብ ጊዜ ውስጥ, የሞርዶቪያ ተክል ብቻ ተመሳሳይ የፋይበር ኦፕቲክ ኬብሎች ተከታታይ ምርትን ያቀርባል. ከዚህም በላይ በፍላጎት መጠን መሰረት ገበያውን እስካሁን ማቅረብ አልቻለም። ከፍተኛ መጠን ያላቸው ምርቶች አሁንም የሚገዙት ከUS እና ጃፓን ነው። እና የሀገር ውስጥ ምርቶች እንኳን ከውጭ በሚገቡ ምርቶች ይመረታሉጥሬ ዕቃዎች።
ማጠቃለያ
የፋይበር ኦፕቲክ ምርቶች ለ15-20 ዓመታት ያህል እንደ የገበያ ክፍል ሲፈጠሩ ቆይተዋል። ባለፉት አመታት, ሸማቹ የአዳዲስ ገመዶችን ጥቅሞች ማድነቅ ችሏል, ነገር ግን መሻሻል አሁንም አይቆምም. በቴክኒካዊ እና አካላዊ ባህሪያት መሻሻል, የቁሳቁሱ አተገባበር ቦታዎችም እየሰፉ ናቸው. በናኖቴክኖሎጂ ላይ የተመሰረተው የቅርብ ጊዜው ፋይበር በተለይ በነዳጅ እና ጋዝ ኢንዱስትሪ እና በመከላከያ ኢንዱስትሪ ውስጥ በንቃት ጥቅም ላይ ይውላል። በተራው፣ የመስመር ላይ ያልሆኑ ፋይበር ኦፕቲክስ በአሁኑ ጊዜ ፅንሰ-ሀሳባዊ፣ ግን በጣም ተስፋ ሰጭ የቴክኖሎጂ ዘርፎችን እያዳበረ ነው። ከነሱ መካከል መጭመቂያ ሌዘር pulses, optical solitons, ultrashort optical radiation, ወዘተ. በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው፣ ከንድፈ ሃሳባዊ ጥናትና ምርምር በተጨማሪ ሊገኙ ከሚችሉ ግኝቶች እና በንጹህ ሳይንሳዊ እውቀት ማዕቀፍ ውስጥ፣ አዳዲስ እድገቶች በገበያ ላይ ለተለያዩ ደረጃ ላሉ ሸማቾች አዲስ ቅናሾችን ለማድረግ ያስችላል።
