Serat optik dan penerapannya

serat optik menunjukkan contoh bagaimana pengetahuan ilmiah ditransfer ke kemajuan teknologi yang pada akhirnya membuat hidup lebih mudah bagi orang-orang biasa. Dengan serat optik selama beberapa tahun komunikasi terkait berarti untuk transmisi sinyal listrik. Ukuran benang tipis dari rambut manusia dapat digunakan untuk transmisi dari berbagai sinyal yang diperlukan untuk mengoperasikan telepon, koneksi internet, TV dan sebagainya. D. Tentu saja, karena kemampuan operasional yang tinggi serat optik telah diterapkan tidak hanya untuk kebutuhan rumah tangga.

sinyal melalui teknologi transmisi serat optik

Dalam dirinya sendiri, penggunaan serat optik sebagai sinyal penerjemah - hanya pengungkapan pengetahuan yang mempelajari bagian ilmiah serat optik. Spesialis dalam arah ini sedang mempelajari transmisi informasi dan propagasi cahaya, dan dalam konteks yang sama, panduan cahaya gabungan. Yang terakhir digunakan, dan sebagai distributor dari dunia dan bagaimana pemancar informasi. By the way, berdasarkan dioda pemancar cahaya sebagai tren modern pengembangan teknologi laser. Dalam kasus ini, bagaimanapun, pertanyaan menarik lain - apa fenomena terletak di jantung serat optik? Ini fenomena pantulan internal (total) radiasi elektromagnetik dalam batas-batas dielectric memiliki indeks bias yang berbeda. Dimana pembawa informasi berfungsi tidak sinyal elektromagnetik, dan fluks cahaya dikodekan. Untuk memahami tingkat keunggulan kabel serat optik ke logam tradisional harus sekali lagi beralih ke kapasitas mereka. Sudah disebutkan serat benang yang ketebalan tidak lebih dari 0,5 mm, mampu memberikan jumlah informasi yang akan melayani kabel tembaga konvensional dengan ketebalan hanya 50 mm.

Metode pembuatan serat optik

Ada dua metode utama, yang dapat diproduksi dalam serat optik. Ini adalah teknik ekstrusi dan mencair menggunakan preforms. Teknologi pertama memungkinkan material berbasis plastik berkualitas rendah, sehingga hari ini praktis tidak digunakan. Metode kedua adalah dianggap primer dan paling efisien. preform - kosong, terletak di struktur untuk menggambar benang. Dengan standar modern, preform mungkin memiliki ketinggian hingga beberapa puluh meter. Secara lahiriah, batang kaca ini dengan diameter sekitar 10 cm, dari mana serat inti meleleh. Dalam proses pembuatan batang bersama-sama dengan campuran serat dipanaskan sampai suhu tinggi, setelah mana filamen berputar. Panjang material yang dihasilkan bisa mencapai beberapa kilometer, meskipun dalam kasus ini diameter tetap konstan - penyesuaian kontrol otomatis nya. Tergantung di mana serat optik, bahan untuk itu mungkin pelapis yang memberikan perlindungan fisik dan kimia untuk diterapkan pra-diproses. Adapun campuran untuk benang dalam komposisi mereka biasanya mencakup bahan-bahan seperti Polimida, akrilat, dan silikon.

fitur struktural dari serat optik

Bagian tengah dari benang adalah inti - inti dari serat, yang akan menyebarkan cahaya dalam kegiatan operasi. inti ditandai dengan indeks bias cahaya yang tinggi yang dicapai dengan menggunakan kaca didoping dengan modifikasi aditif khusus. Misalnya, untuk serat silika menggunakan komponen khas seperti dopan bias. Pada gilirannya, shell melakukan beberapa hal, yang paling penting adalah perlindungan fisik langsung dari inti. Bagian ini juga memberikan efek refraksi, tetapi dengan tingkat minimum. Batas antara dua bahan membentuk struktur panduan cahaya yang tidak memungkinkan volume balok utama melampaui inti. Juga diperhatikan adalah bahwa dasar-dasar serat optik mengacu pada jenis serat bahan. Tepatnya, kita berbicara tentang pandu dielektrik yang mengirimkan sinyal cahaya.

Varietas serat optik

Kuarsa yang paling umum, plastik dan serat flyuoridnye. Quartz benang berdasarkan lelehan oleh oksida atau struktur bahan sejenis termasuk oksida silikon didoping. Kerangka kerja ini memungkinkan untuk menghasilkan serat fleksibel dan panjang, ditandai dan dimana kekuatan mekanik yang tinggi. Plastik serat optik dibuat dari polimer dan, sebagaimana telah disebutkan, tidak dapat memastikan angka kinerja tinggi. Secara khusus, benang tersebut memiliki persentase besar kehilangan data, yang membatasi penggunaannya di daerah menuntut. Di sisi lain, serat keterjangkauan plastik membuat permintaan untuk bahan ini dalam arah berorientasi segmen konsumen. Adapun bahan optik flyuoridnyh, yayasan mereka didasarkan pada gelas fluorozirconate dan fluoroaluminate. Hal ini sangat modern dan berteknologi maju solusi untuk komunikasi optik, tetapi isi dari logam berat dalam struktur juga mencegah penggunaannya, misalnya, dalam industri kesehatan.

alat ukur untuk serat

peralatan yang paling umum digunakan di set serat optik dan sensor yang Bragg grating. Serat sensor optik - perangkat yang ditujukan untuk memperbaiki beberapa nilai yang menjadi ciri negara bahan pada saat ini. Sebagai contoh, berbagai sensor dapat menentukan strain, suhu, getaran, tekanan, dan variabel lainnya. Bragg kisi fungsinya lebih dekat dengan karakteristik optik. Ia menangkap dalam gangguan aperiodik bias inti serat. Pengukuran ini memungkinkan untuk menentukan bagaimana serat optik efektif dalam sinyal siaran dalam keadaan tertentu. Juga, spesialis menggunakan OTDR, disipasi angka pendaftaran dan ketahanan.

amplifier serat optik dan laser

Ini adalah produk yang paling maju, yang dikembangkan berdasarkan teknologi serat optik. Tidak seperti jenis lain dari laser, penggunaan filamen optik memungkinkan kompak dan pada peralatan yang hemat waktu yang sama. Secara khusus, teknologi serat optik telah menggantikan perangkat laser klasik karena keuntungan sebagai berikut:

• Efisiensi removal panas.
• peningkatan tingkat radiasi output.
• Memompa efisiensi.
• keandalan yang tinggi dan stabilitas laser.
• peralatan berat badan rendah.

Pada gilirannya, amplifier tergantung pada jenis dapat digunakan dalam garis jaringan rumah, meningkatkan tingkat kinerja jalur serat utama. Namun, ruang lingkup operasi serat yang layak dipertimbangkan secara lebih rinci.

Mengapa menggunakan serat optik?

beberapa arah, yang menggunakan bahan serat optik dapat diidentifikasi. Ini adalah bidang aplikasi domestik, peralatan telekomunikasi, dan peralatan komputer, serta ceruk yang sangat khusus, termasuk beberapa cabang kedokteran. serat khusus optik dibuat untuk masing-masing segmen ini. Gunakan media standar transmisi TV atau sinyal internet, misalnya, model plastik murah terbatas kualitas menengah. Tapi untuk peralatan laser dan mahal peralatan medis menggunakan serat kuarsa kualitas tinggi disediakan sebagai pengubah tambahan.

Penggunaan serat optik di kedokteran

serat tersebut dapat digunakan dalam peralatan medis dan instrumen. Teknik standar melibatkan kemungkinan memperkenalkan alat khusus pada serat cahaya dibiaskan yang sudah ada di organ tubuh dapat mengirimkan sinyal ke kamera televisi eksternal. Serat optik digunakan dalam pengobatan dan sebagai bahan pencahayaan. Aparatur dilengkapi dengan modul serat membiarkan Anda tanpa rasa sakit untuk menyoroti rongga perut, nasofaring, dll

Penggunaan serat optik di peralatan komputer

Mungkin ini adalah niche yang paling umum, yang telah menemukan serat tempatnya. Tanpa itu saat ini tidak dapat melakukan hubungan antara perangkat individu yang mengirimkan informasi. Tentu saja, ini berlaku untuk daerah-daerah di mana tidak mungkin atau tidak pantas untuk menggunakan koneksi nirkabel, yang juga aktif menggantikan kabel seperti itu. Sebagai contoh, perusahaan telekomunikasi terbesar adalah membuka jaringan backbone antar, yang menggunakan serat optik. Penggunaan saluran ini untuk peralatan peripheral dan jasa telekomunikasi konvensional memungkinkan pengguna untuk mengoptimalkan biaya keuangan dari pemeliharaan infrastruktur jaringan, serta meningkatkan efisiensi transmisi data.

kerugian dari serat

Sayangnya, helai optik tidak bisa tanpa kelemahan. Meskipun isi dari posting tersebut lebih murah, belum lagi kurangnya kebutuhan untuk sering update, biaya bahan yang jauh lebih tinggi daripada rekan-rekan logam. Selain itu, serat optik dan penggunaannya dalam pengobatan sangat terbatas karena kandungan dalam beberapa paduan timbal dan zirkonium kotoran, bahaya beracun untuk manusia. Pada dasarnya menyangkut model kaca kualitas tertinggi, tidak plastkovyh.

Produksi serat optik di Rusia

Sebagai bagian dari program substitusi impor pada tahun 2015, pabrik "Fiber optik sistem" dibuka di Mordovia. Ini adalah satu-satunya perusahaan di Rusia, yang pada saat sejauh mungkin berusaha untuk memenuhi kebutuhan konsumen dalam negeri dalam serat optik. Pada tahun 2015, industri Rusia juga terlibat dalam pembuatan bahan serat optik, tetapi hanya dalam proyek-proyek yang ditargetkan tertentu. Jenis yang sama situasi berlanjut hari ini. Jika sebuah perusahaan tertentu akan membutuhkan serat optik dan penggunaannya dalam pengobatan dan di bidang fasilitas telekomunikasi akan dibenarkan secara finansial, maka ada banyak pabrik-pabrik siap mengerjakan pesanan khusus seperti individual. Namun, produksi massal dari kabel yang sama dari serat hanya Mordovia pabrik akan bekerja dalam waktu dekat. Selain itu, sementara ia tidak mampu memasok pasar sesuai dengan volume permintaan. Sebuah porsi yang signifikan dari produksi masih dibeli di Amerika Serikat dan Jepang. Bahkan produk dalam negeri yang diproduksi pada bahan baku impor.

kesimpulan

produk serat optik dibentuk sebagai segmen pasar sudah sekitar 15-20 tahun. Selama bertahun-tahun konsumen mampu menghargai martabat kabel baru, namun kemajuan tidak berdiri diam. Dengan meningkatnya kualitas teknis dan fisik dan memperluas penerapan materi. Serat optik terbaru berdasarkan nanoteknologi, khususnya, secara aktif digunakan dalam industri industri minyak dan gas dan pertahanan. Pada gilirannya, nonlinear serat optik berkembang sementara hanya konseptual, tapi daerah yang sangat menjanjikan teknologi. Diantaranya adalah kompresi pulsa laser, soliton optik, radiasi optik ultra-pendek, dll Hal ini jelas bahwa selain studi teoritis dengan kemungkinan pembukaan dan dalam pengetahuan ilmiah yang ketat, perkembangan baru dan memungkinkan pasar untuk membuat penawaran baru kepada pelanggan dari tingkat yang berbeda.