شنبه , ۲۰ آذر ۱۳۹۵
دانلود رایگان نرم افزار آنالیز تصویر + فیلم آموزشی
فیبر نوری

فیبر نوری

فیبر نوری

ارسالی از : امیرفرهنگ نیکخو

 

مقدمه

فیبر نوری یکی از محیط های انتقال داده با سرعت بالا است که از پالس های نور برای انتقال داده ها ازطریق تارهای سیلیکون بهره می گیرد.یک کابل فیبر نوری که کمتر از یک اینچ قطر دارد می تواند صدها هزار مکالمه صوتی را حمل کند. فیبرهای نوری تجاری ظرفیت۲ / ۵ تا ۱۰ گیگا بایت درثانیه را فراهم می سازند. امروزه از فیبر نوری در موارد متفاوتی نظیر شبکه های تلفن شهری و بین شهری ، شبکه هایکامپیوتری و اینترنت استفاده بعمل می آید.

 

مبانی فیبر نوری

فیبر نوری ، رشته ای از تارهای بسیار نازک شیشه ای بوده که قطر هر یک از تارها نظیر قطر یک تار موی انسان است . تارهای فوق در کلاف هائیسازماندهی و کابل های نوری را بوجود می آورند. از فیبر نوری بمنظور ارسال سیگنال های نوری درمسافت های طولانی استفاده می شود.

بخش های مختلف فیبر نوری

فیبر نوری

 

یک فیبر نوری از سه بخش متفاوت تشکیل شده است :

 

هسته(Core)

 

هسته شامل یک تار کاملاً بازتاب کننده از شیشه خالص (معمولاً) در مرکز فیبر است که سیگنال های نوری در آن حرکت می نمایند. هسته در بعضی از کابل ها از پلاستیک کاملاً بازتابنده ساخته می شود، که هزینه ساخت را پایین می آورد. با این حال، یک هسته پلاستیکی معمولاً کیفیت شیشه را ندارد و بیشتربرای حمل داده ها در فواصل کوتاه به کار می رود. قطر این بخش، بسته به نوع فیبر چیزی بین ۵ تا ۵۰۰میکرون است.

 

روکش(Cladding)

 

بخش خارجی فیبر بوده که دورتادور هسته را احاطه کرده و باعث برگشت نورمنعکس شده به هسته می گردد. این عمل بازتاب نور به مرکز هسته را (بازتاب داخلی کلی) می نامند. ، روک ش، یک لایه حائل مورد استفاده قرار می گیرد. Core پلاستیکی می باشد که به منظور محافظت از قطر هسته و پوسته با هم حدود ۱۲۵ میکرون است (هر میکرون معادل یک میلیونیم متر است) که در بیان (Cladding ) حدود اندازه یک تار موی انسان است. کلا قطر فیبر بر اساس قطر خارجی روکش آن می شود. در حالی که فقط قطر هسته مرکزی فیبر در عملکرد آن تاثیر دارد. وقتی ابعاد یک فیبر به صورت۵۱۲میکرون معرفی می شود، عدد اول، قطر هسته و دیگری قطر خارجی روکش را / ۱۲۵/۵۰ یا ۱۰مشخص کرده است.

 

بافر رویه(Buffer Coating)

روکش پلاستیکی که باعث حفاظت فیبر در مقابل رطوبت و سایر موارد آسیب پذیر است.صدها و هزاران نمونه از رشته های نوری فوق در دسته هائی سازماندهی شده و کابل های نوری را بوجود می آورند. هر یک از کلاف های فیبر نوری توسط روکش هائی با نام Jacketمحافظت می گردند که جنس آن از تفلون  یاpvc می باشد.

انواع فیبر نوری:

بر اساس ویژگیهای زیر ، فیبرهای نوری را میتوان به دستههای مختلفی تقسیم نمود :

-انواع کابل فیبرنوری بر اساس اشعه گذرنده از آنها

-انواع کابل فیبرنوری بر اساس ساختار مادهای آنها

-انواع کابل فیبرنوری بر اساس ترکیب مواد مربوط به هسته

-انواع کابل فیبرنوری بر اساس دو ویژگی اول و سوم

-انواع کابل فیبر نوری بر اساس محیط

انواع کابل فیبرنوری بر اساس اشعهگذرنده از آنها

 

 

:(Single-Mode) –این نوع از فیبرها، هسته های کوچکیفیبرهای نوری تک حالته ۵/۳) ای نچ یا ۹ میکرون( و می توانند نور لیزر مادون قرمز دارندقطری در حدود با طول موج ۱۳۰۰ تا ۱۵۵۰ نانومتر ) را درون خود هدایت کنند .(بمنظور ارسال یک سیگنال در هر فیبر استفاده می شود. نظیر تلفن

image002

 

: Multi-mode-این نوع از فیبرها هسته های بزرگتری دارند  قطر  ۶۲ میکرون) و نور مادون قرمز گسیل شده از دیودهای نوری / ۵/۲ اینچ یا ۵ ×۱۰ در حدود ها را ( با طول موج ۸۵۰ تا ۱۳۰۰ نانومتر ) درون خود هدایت می کنند  ( بمنظور LED موسوم به ارسال چندین سیگنال در یک فیبر استفاده می شود. نظیر شبکه های کامپیوتری

فیبر نوری

 

انواع کابل فیبرنوری بر اساس ساختار مادهای آنها

۱-فیبرنوری شیشهای

 

۲-فیبرنوری پلاستیکی

 

انواع کابل فیبرنوری بر اساس ترکیب مواد مربوط به هسته فیبرنوری با ضریب شکست پلهای

image004

فیبرنوری با ضریب شکست مرحلهای ( تدریجی )

image005

 

انواع کابل فیبرنوری بر اساس دو ویژگی اول و سوم

فیبر نوری Multi-Mode با ضریب شکست پلهای (فیبرهای نوری چند حالته با تغییر ناگهانی  در مرز هسته و روکش ): در این نوع فیبر که اصطلاحا به Step Index Multi Fiber مشهورند، ابتدا لایه هسته را با ضریب شکست و قطر مشخص می سازند، و سپس بر روی آن یک لایه روکش با ضریب شکست کمتر می نشانند. بدین ترتیب فیبری پدید می آید که ضریب شکست آن در مرز بین هسته و روکش به صورت ناگهانی(پلکانی)تغییر می کند. در این نوع فیبر

وجود دارد.امروزه این نوع کابل به ندرت و آن هم برای <<پهن شدگی پالسها درزمان >> مشکل کاربردهای خاص و سرعت پایین تولید می شود.

image006

 

فیبرنوری Multi-Mode  :با ضریب شکست مرحلهای (فیبرهای نوری چند حالته با تغییر فیبرنوری تدریجی ضریب شکست در مرز هسته و روکش): در این نوع فیبر که اصطلاحا به Graded Index Multi Mode Fiber شهرت یافته اند، ضریب شکست هسته به آرامی و با دور شدن از  مرکز رو به کاهش می گذارد و در مرز ۵۰ تا ۶۲٫۵ میکرون از مرکز هسته، به حداقل خود می رسد.

 

چنین وضعیتی باعث خواهد شد که مرز بین ناحیه هسته و روکش به صورت یک سطح آینه ای عمل نکند بلکه پرتوهای نور همانند پدیده سراب به صورت منحنی وار شکسته شده و پس از رسیدن به زاویه بحرانی مجددا بر روی منحنی مشابه به سوی هسته برگردند. این نوع از فیبرهای نوری می توانند در سرعتهای بالای گیگابیت در مسافتهای کوتاه به کارگرفته شوند. ولی در مسافتهای زیاد یا باید از سرعت ارسال کاسته شود و یا از فیبر نوع بعد استفاده گردد.از آنجا که در فیبر نوری چند حالته با ضریب شکست پله ای شعاع های نوری که با زاویه تابش متفاوت دچار انعکاس می شوند همزمان به مقصد نمی رسند ، عرض پالس در مقصد بیشتر شده و به دلیل تداخل پالس های مجاور نمی توان نرخ انتقال داده را از یک حد بالاتر برد . برای رفع این مشکل از فیبر نوری چند حالته با ضریب شکست تدریجی استفاده می شود که باعث می شود نور به تدریج و شبیه موج سینوسی بشکند . سرعت نور در هسته به دلیل چگالی بالاتر بیشتر است و لذا همه شعاع های نوری همزمان به مقصد می رسند. بنابراین به دلیل نزدیکتر شدن عرض پالس در گیرنده به عرض پالس فرستنده ، نرخ انتقال در آنها بیشتر است.

image007

 

فیبرنوری Single-Mode با ضریب شکست پله ای: این نوع از فیبرهای نوری که به اختصار SMFنامیده شده اند، دارای یک هسته فوق العاده باریک  ۸) تا ۱۰ میکرون( هستند و یک پرتوی  تک موج)لیزر( به درون آن تابانیده می شود. این پرتو تک موج حداقل برخورد را با مرز ناحیه شکست دارد و طبعا کمترین اتساع را به پالسها تحمیل میکند و برای نرخهای ارسال چند ده گیگابیت در فواصل بسیار طولانی مناسب است.

فیبر نوری

 

مقایسه تضعیف و پهنای باند فیبرهای نوری

image009

image010

سیستم ارتباط بوسیله فیبرنوری

برای پی بردن به اینکه فیبرهای نوری چگونه در سیستم های ارتباطی مورد استفاده قرار می گیرند، اجازه دهید نگاهی بیاندازیم به سندی که مربوط به جنگ جهانی دوم است. دو کشتی نیروی دریایی را درنظربگیرید که از کنار یکدیگر عبور می کنند و لازم است باهم ارتباط برقرار کنند درحالی که امکان استفاده ازرادیو وجود ندارد و یا دریا طوفانی است. کاپیتان یکی از کشتی ها پیامی را برای یک ملوان که روی عرشه است می فرستد. ملوان آن پیام را به کد مورس ترجمه می کند و از نورافکنی ویژه که یک پنجره کرکره جلوآن است برای ارسال پیام به کشتی مقابل استفاده می نماید. ملوانی که در کشتی مقابل است این پیام مورس را می گیرد، ترجمه می کند و به کاپیتان می دهد .

حالا فرض کنید این دو کشتی هر یک در گوشه ای از اقیانوسند و هزاران مایل فاصله دارند و در فاصله بین آنها یک سیستم ارتباطی فیبرنوری وجود دارد.

فرستنده

نقش فرستنده شبیه ملوانی است که روی عرشه کشتی فرستنده پیام، ایستاده و پیام را ارسال می کند. فرستنده ابزار تولید نور را در فواصل زمانی مناسب خاموش یا روشن می کند.

فرستنده درعمل به فیبر نوری متصل می شود و حتی ممکن است دارای لنزی برای متمرکز کردن نور به هاست اما با کم و زیاد شدن دما شدت نورشان تغییر LED داخل فیبر هم باشد. قدرت اشعه لیزر بیش ازمی کند و گرانتر هم هستند.

تقویت کننده نوری

نور حین عبور از فیبر ضعیف می شود.)مخصوصا در فواصل طولانی بیش از نیم مایل یا حدود یک کیلومترمثلا در کابل های زیر دریا( بنابرین یک یا بیش از یک تقویت کننده نوری در طول کابل بسته می شوند تانور ضعیف شده را تقویت کنند .

یک تقویت کننده نوری دارای فیبرهای نوری با پوشش ویژه ای است. نور ضعیف شده پس از ورود به این تقویت کننده تحت تاثیر این پوشش خاص و نیز نور لیزری که به این پوشش تابیده می شود تقویت می شود. ملکول های موجود در این پوشش ویژه با تابش لیزر به آنها، سیگنال نوری جدید و قوی تولیدمی کنند که مشخصات آن مشابه نور ورودی به تقویت کننده است. درواقع تقویت کننده نوری یک آمپلی فایر لیزری برای نور ورودی به آن است .

گیرنده نوری

گیرنده نوری مشابه ملوانی که روی عرشه کشتی گیرنده پیام بود عمل می کند. این گیرنده سیگنال های نوری ورودی را می گیرد، رمزگشائی می کند و سیگنال های الکتریکی مناسب را برای ارسال به کامپیوتر، تلویزیون یا تلفن کاربر تولید و به آنها ارسال می نماید. این گیرنده برای دریافت و آشکارسازی نور ورودی ازفتوسل یا فتودیود استفاده می کند.

 

هدایت نور در فیبر نوری

 فرض کنید می خواهید یک باریکه نور را بطور مستقیم و در امتداد یک کریدور بتابانید. نور براحتی درخطوط راست سیر می کند و مشکلی ازین جهت نیست. حال اگر کریدور مستقیم نباشد و در طول خودخمیدگی داشته باشد چگونه نور را به انتهای آن می رسانید؟

برای این منظور می توانید از یک آینه استفاده کنید که در محل خمیدگی راهرو قرار می گیرد و نور را درجهت مناسب منحرف می کند. اگر راهرو خیلی پیچ در پیچ باشد و خمهای زیادی داشته باشد چه؟

می توانید دیوارها را با آینه بپوشانید و نور را به دام بیندازید بطوریکه در طول راهرو از یک گوشه به گوشه دیگر بپرد. این دقیقا همان چیزی است که در یک فیبرنوری اتفاق می افتد.

نور در یک کابل فیبرنوری، بر اساس قاعده ای موسوم به بازتابش داخلی، مرتبا بوسیله دیواره آینه پوش لایه ای که هسته را فراگرفته، به این سو و آن سو پرش می کند و در طول هسته پیش می رود.

 

از آنجا که لایه آینه پوش اطراف هسته هیچ نوری را جذب نمی کند، موج نور می تواند فواصل طولانی راطی کند. به هر حال، برخی از سیگنال های نوری در حین حرکت در طول فیبر، ضعیف می شوند که علت عمده آن وجود برخی ناخالصی ها داخل شیشه است. تفاوت جنس فیبر با محیط بیرون ) غلاف( و درنتیجه تفاوت ضریب شکست این دو ماده باعث می شود که دیواره فیبر به صورت آینه عمل کند. به این ترتیب زمانی که نور با زاویه ای خاص به دیواره فیبر می تابد، پدیده بازتاب کلی داخلی رخ می دهد و نور باانعکاس از دیواره فیبر پیش می رود و در انتها از کابل خارج می شود.

image011

 

با این حال بعضی از سیگنال های نوری در طول فیبر دچار اختلال و بازتاب های نامنظم می شوند. میزان این اختلال و همچنین تعداد سیگنال هایی که دچار آن می شوند به عواملی از جمله درصد خلوص مواد هسته فیبر و طول موج نور دارد.

بطور مثال:

در طول موج ۸۵۰ نانومتر  ۶۰= تا ۷۵ درصد در هر یک کیلومتر

طول موج ۱۳۰۰ نانومتر=  ۵۰ تا ۶۰ درصد در هر یک کیلومتر

طول موج ۱۵۵۰ نانومتر = بیش از ۵۰ درصد در هر یک کیلومتر

در حال حاضر هزینه تولید فیبرنوری کمتر از کابل های مسی است. البته هزینه کار گذاری و نصب آن ها تاحدودی بیشتر از کابل های قدیمی است. این امر با پیشرفت فن آوری های کابل کشی نوری در حال تغییراست و به زودی می توان کیلومترها کابل نوری را با هزینه ای بسیار کمتر از کابل های مسی تولید و مصرف کرد.

تلفات احتمالی انتقال نور در فیبر نوری

تلفات)افت( شامل موارد زیر می باشد:

تلفات جذبی

تلفات پراکندگی به علت ناهمگونی ضریب شکست هسته

تلفات مرزی

تلفات خمش

تلفات در محل اتصالها و پیوندها 

تلفات در ورودی و خروجی فیبرنوری

میز نوری (Optical Table)

برای اتصالات و انجام آزمایشات بر روی فیبر نوری از میز نوری کمک می گیرند، لرزش های کوچک در انجام آزمایشات فیبر نوری ممکن است یک آزمایش را منجر به شکست کند. از این رو، نیاز به یک میز بسیار سفت و

سخت که حرکت و انعطاف پذیری نداشته باشد و سطح میز نیز کاملا صاف باشد. ، تا بدون تکان و تسهیل بتوان فیبر نوری را به آسانی مونتاژ کرد.

میزهای نوری معمولا از ورق فولاد ، آلومینیوم ، و یا فیبر کربن ساخته می شوند. سطح آنها معمولا دارای شبکه ای از سوراخ های رزوه دار می باشد که اجازه می دهد اجزاء پیچ شده را متناسب با طرح فیبر نوری استفاده کرد. سیستم های نوری از اجزا متعددی تشکیل شده که باید جداگانه نصب و تراز شوند و درمقابل لرزش و … آسیب پذیر باشند.

 

شرکت های تولید کننده فیبر نوری :فیبر نوری و برق خورشیدی هدایت نور، شرکت شبکه سازان کیهان، شرکت ایساتیس ارتباطات قندی،

Leoni آلمان، لگراند فرانسه، برندرکس، ، جی تک، ، Nexans فرانسه ، Superior Essex

آمریکا ویونی نت، تری ام، فول، یونی کام از جمله شرکت هایی هستند که فیبر نوری را ارائه می دهند.

نحوه ساخت فیبرنوری

فیبرنوری از شیشه شفاف بسیار خالص ساخته میشود. اگر شیشه پنجره را بعنوان محیطی شفاف که نور رااز خود عبور می دهد در نظر بگیریم، بدلیل وجود ناخالصیها در شیشه، نور بطور کامل و بدون تغییر عبورنمی کند. بهرحال شیشه ای که در ساخت فیبر نوری بکار می رود، نسبت به شیشه بکار رفته برای پنجره ناخالصیهای بسیار کمتری دارد. توصیف یک شرکت تولید کننده فیبر نوری از شیشه ای که برای ساخت آن بکار می رود به اینصورت است: اگر روی سطح اقیانوسی از شیشه بکار رفته در ساخت فیبر نوری بایستید،می توانید عمق چندین مایلی آنرا بوضوح ببینید.

مراحل ساخت فیبر نوری

۱)  ساخت پیش سازه با استفاده از شیشه خالص((Drawing of the preform

۲)  کشیدن و طویل کردن پیش سازه (Drawing of the preform

۳)  آزمایش فیبرهای تولید شده

۴) ساخت استوانه شیشه ای

پیش سازه

پیشسازه یک استوانه شیشه ای فوق العاده خالص است.با توجه به نوع فیبر، پیشسازه از مواد متفاوت و باروشهای مختلفی ساخته می شود.

روشهای ساخت پیش سازه

روشهای فرآیند فاز بخار برای ساخت پیش سازه فیبرنوری را می توان به سه دسته تقسیم کرد:

  1. رسوب دهی داخلی در فاز بخار( Axial Chemical Vapor Deposition (ACVD))
  2. رسوب دهی بیرونی در فاز بخار(External Vapor Deposition (EVD))
  3. رسوب دهی محوری در فاز بخار(Internal Vapor Deposition (IVD))

موادلازم در فرآیند ساخت پیش سازه

تتراکلرید سیلیکون :این ماده برای تأمین لایه های شیشه ای در فرآیند مورد نیاز است.

تتراکلرید ژرمانیوم :این ماده برای افزایش ضریب شکست شیشه در ناحیه مغزی پیش سازه استفاده می شود.

اکسی کلرید فسفریل :برای کاهش دمای واکنش در حین ساخت پیش سازه ، این مواد وارد واکنش می شود.

گاز فلوئور :برای کاهش ضریب شکست شیشه در ناحیه غلاف استفاده می شود.

گاز هلیوم :برای نفوذ حرارتی و حباب زدایی در حین واکنش شیمیایی در داخل لوله مورد ا ستفاده قرارمی گیرد.

گاز کلر :برای آب زدایی محیط داخل لوله قبل از شروع واکنش اصلی مورد نیاز است .

ساخت پیش سازه

اولین قدم در ساخت فیبر نوری شیشه ای، ساخت یک میله شیشه ای جامد است که پیش سازه نامیده می شود.

مواد شیمیایی فوق خالص(تتراکلرید سیلیسوم۴ SiCl4

و تتراکلرید ژرمانیوم GeCl )به عنوان موادپایه در طی ساخت پیش سازه به شیشه خالص تبدیل می شود. این مواد برای ساخت انواع متفاوت پیش سازه با نسبت های متغیری استفاده می شوند.

پایه ای ترین واکنش های شیمیایی که ر طی فرایند ساخت فیبر انجام می شود عبارتند از:

SiCl4 (gas) + O2 > SiO2 (solid) + 2Cl2 (in the presence of heat)

در معرض گرما

GeCl4 (gas) + O2 > GeO2 (solid) + 2Cl2 (in the presence of heat)

در معرض گرما

ترکیب اصلی همه فیبرهای مخابراتی استاندارد بر پایه سیلیکا ساخته شده است که مقادیر مختلفی از ژرمانیوم برای رسیدن به ضریب شکست مطلوب به آن اضافه می شود. فیبرهای تک حالته به طور معمول دارای مقادیر کمی ژرمانیوم هستند و ترکیب یکسانی در هسته دارند. فیبرهای چند حاته معمولاً دارای ضریب شکست بیشتری هستند و به همین سبب ژرمانیوم بیشتری هم دارند. در فیبرهای چندحالته با ضریب شکست تدریجی، ترکیب هسته و ضریب شکست در عرض

هسته تغییر می کند طوری که نمودار ضریب شکست آن سهمی شکل شود.

 

ساخت فیبر با ضریب شکست تدریجی

اگر در ساخت پیش سازه، نسبت گازهای مورد استفاده طوری تغییر کند که نسبت مواد کاهش دهنده ضریب شکست نسبت به مواد زیاد کننده ضریب شکست، به تدریج افزایش یابد، آنگاه حاصل کار پیش سازه ای خواهد بود که ضریب شکست آن از مرکز هسته به سمت بیرون به تدریج افزایش خواهد یافت.

ضریب شکست پیش سازه با دستگاهی به نام آنالیز گر پیش سازه بررسی می شود. این دستگاه شاخصه های حساس و حیاتی هسته را بررسی کرده و آن را با ویژگی های مورد نظر مقایسه می کند. تمامی مؤلفه های مرتبط به شکل خودکار به صورت نمودار در جداولی ثبت شده و در هر اندازه گیری توسط کاربر بازبینی و کنترل می شود.

لوله شیشه ای که در ابتدا گفته شد در فرایند ساخت در واقع غلاف فیبر را تشکیل خواهد داد. ضخامت غلاف در فرایند روکش دار کردن افزوده می شود. در این فرایند لوله مزبور در داخل یک لوله شیشه ای دیگر قرار داده شده بدین ترتیب ضخامت غلاف به اندازه نهایی از پیش تعیین شده می رسد.

image012

فرایند دیگری هم وجوددارد که<< رسوب زایی بیرونی >> نامیده می شود. در این فرایند بخار بر سطح بیرونی یک میله شیشه ای که از سیلسکون خالص ساخته شده است رسوب داده می شود. در واقع میله شیشه ای هسته است و غلاف گرداگرد آن تشکیل می شود. بعد از رسوب زایی پیش سازه به روشی مشابه روش قبلی آماده می شود.

کش دادن پیش سازه

پیش سازه آماده شده به صورت عمودی وارد یک کوره ۲۰۰۰° می شود. C القایی با حرارت کنترل شده در حدود این کوره در رأس تأسیساتی به نام برج کشش( (Drawing Tower نصب شده است.

حرارت، نوک پیش سازه را نرم می کند تا وقتی سر پیش سازه به اندازه کافی ذوب شود. جاذبه قطره ای ازمذاب را به سمت پایین می کشد و در یک سقوط آزاد تبدیل به یک رشته نازک می شود.

این رشته از یک سری دستگاه های پوشش دهنده عبور داده شده و فرایند کش دادن آغاز می شود. فیبربه وسیله تسمه هایی که در پایین برج کشش وجود دارد کشیده می شود و سپس به دور قرقره هایی می پیچد. در طی فرایند کش دادن، پیش سازه برای رسیدن به دمای بهینه گرم می شود تا کشش مطلوب فراهم شود. سرعت کش دادن حدود ده تا بیست متر بر ثانیه است.

طی فرایند کش دادن قطر فیبر در حدود ۱۲۵ میکرون با خطاییک میکرون کنترل می شود. از یک دستگاه اندازه گیر لیزری برای اندازه گیری قطر فیبر استفاده می شود. دستگاه می تواندضخامت فیبر را با نرخ بیش از ۷۵۰ بار در هر ثانیه نمونه برداری کند. قطر فیبر با مقدار مبنای ۱۲۵ میکرون مقایسه می شود و هر اختلاف کوچکی نسبت به این مقدار موجب تغییر سرعت دستگاه کشنده می شود تا قطرفیبر در اندازه مطلوب حفظ شود. اگر ضخامت فیبر کم شود، سرعت کشش دستگاه زیاد می شود و اگرفیبر نازک شود سرعت کشش دستگاه کم می شود تا قطر درستی به دست آید.

معمولاً با انحراف معیار ۶، در نهایت فیبری با ضخامت ۱۲۵ میکرون با خطای ۱ میکرون حاصل می شود.

روش بوته های تو در تو

در این روش مذاب مربوط به غلاف در بوته بیرونی و مذاب مربوط به هسته در بوته درونی ذوب می شوند.پلاتین، در ساخت بوتهها کاربرد دارد.مذابها در هنگام بیرون آمدن بر اثر جاذبه زمین، به شکل رشته نازکی در می آیند که همان فیبر است. ( مشابه مکانیزم خمیر دندان دو رنگ) با این رو ش نمیتوان فیبر ضریب تدریجی ساخت، زیرا مذاب بوتهها همگن است.

یک لایه پوشش محافظ دو لایه روی فیبر قرار داده می شود. لایه نرم تر در داخل و لایه سخت تر در خارج. این دو لایه پوشش محافظت مکانیکی لازم را برای جابجا کردن فیبر و همچنین محافظت لازم را در محیط های خشن از فیبر مهیا می کند. این پوشش به وسیله لامپ های ماوراء بنفش درست می شود. فرایند کش دادن واقعاً به صورت کاملاً خودکار انجام می شود و تا بعد از مرحله قرقره کردن فیبر هیچ کاری توسط کاربران انجام نمی شود

فیبر نوری

 

تست و آزمایش فیبرنوری آماده شده

فیبر کشیده شده برای اطمینان از تحصیل همه شاخص های هندسی و نوری فیبر و داشتن یک کشش مطلوب چک می شود. برخی از آزمایشهایی که پس از ساخت فیبرنوری بر روی آن انجام میشوند ، عبارتند از:

مقاومت کششی

فیبر باید بتواند نیروی کشش معادل ۱۰۰۰۰۰ پوند بر اینچ مربع یا بیشتر را تحمل کند. هر قرقره از فیبرها توسط دستگاهی بارگذاری می شوند تا از داشتن حداقل مقاومت کششی اطمینان حاصل شود. سپس فیبر به دور قرقره پیچیده شده و آماده حمل می شود. فیبر برای کنترل هرگونه ترک خوردگی به وسیله دستگاه OTDR تست می شود. این دستگاه از یک پرتوی نور پراکنده برای  مشخص کردن محل هرگونه ترک خوردگی در طول فیبر استفاده می کند.

آزمایش منحنی ضریب شکست :

بررسی فیبر از لحاظ ابعاد هندسی ازجمله کنترل یکنواختی قطر هسته و یکنواختی ضخامت لایه روکش

آزمایش میزان تضعیف امواج در فیبرنوری :

در این آزمایش مشخص میشود که سیگنالهای نوری در طول موجهای مختلف چه مقدار انرژی خود را از حین عبور از فیبر دست میدهند.

ظرفیت انتقال اطلاعات (پهنای باند):

تعداد سیگنالهایی که در هر لحظه می تواند بوسیله فیبر منتقل شود.

گشودگی عددی:

اندازه گیری زاویه پذیرش نور توسط فیبر.

طول موج قطع:

در فیبرهای تک حالته، از کدام طول موج به بالا سیگنال نوری متلاشی خواهد شد.

قطر حوزه دید:

در فیبرهای تک حالته، عرض تابش یک پالس نوری در فیبر، در محل اتصال فیبرها مهم است.

پاشندگی کروماتیک:

انتشار پالس های یک نور به طول موج های تشکیل دهنده آن در سرعت های مختلف در هسته. در فیبرهای تک حالته این مورد محدود کننده ظرفیت انتقال داده در فیبر است.

طیف رنگی :

انتشار طول موجهای مختلف نور در هسته فیبر که در بحث پهنای باند حائز اهمیت است.

دمای عملیاتی / دامنه تغییرات رطوبت :

تاثیر دما در تضعیف سیگنال عبوری

توانایی هدایت نور در زیر آب :

حائز اهمیت برای کابلهایی که در زیر دریا استفاده میشود.

علاوه بر این همه فیبرهای تک حالته و چندحالته از نظر مؤلفه های هندسی نیز کنترل می شوند:

۱-قطر غلاف

۲-نادایره بودن غلاف

۳-قطر بیرونی پوشش

۴-نادایره بودن بیرونِ پوشش

۵-خطاهای پیچشی در پوشش

۶-نادایره بودن هسته

۷-قطر هسته

آزمون های محیطی و مکانیکی هم برای اطمینان از اینکه فیبر خواص مکانیکی و نوری خود را حفظ کند وبا خواست مشتری نیز هم خوانی داشته باشد روی فیبر انجام می شود.

۱-نیروی کششی پوشش

۲-محدوده دمای کار

۳-بستگی میزان تضعیف به دما

۴-چرخه دما و رطوبت

۵-دوره فرسودگی

۶-غوطه وری در آب

آماده سازی فیبر

فیبر پس از طی مراحل آزمون وارد مراحل آماده سازی بعدی میشود.

رشته های فیبر بر اساس استاندارد در پوششهای دیگری قرار گرفته و یک کابل نوری را تشکیل می دهد. (Optical Cable)

 

منابع

www. mums.ac.ir

www.ict-tcm.ir

www.hamshahrionline.ir

www.old.sanatekhodro.com

www.ammar.parsiblog.com

www.ozoptics.com

www.thorlabs.com

www.uninet.co.za

www.sgccir.com

www.leoni.com

www.nexans.com

www.legrand.us

Understanding Optical Communications__

درخواست انجام پروژه آنالیز تصویر

همچنین ببینید

پیزو الکتریسیته

پیزو الکتریسیته ارسالی از : یحیی کارگران تاریخچه کشف : از اثر ایجاد قطب الکتریکی در …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.