stringtranslate.com

فیبر نوری

بسته ای از فیبرهای نوری
یک کابل صوتی فیبر نوری TOSLINK با نور قرمز در یک طرف آن می درخشید

فیبر نوری یا فیبر نوری فیبر شیشه ای یا پلاستیکی انعطاف پذیری است که می تواند نور [a] را از یک سر به سر دیگر منتقل کند. چنین فیبرهایی کاربرد وسیعی در ارتباطات فیبر نوری پیدا می‌کنند ، جایی که امکان انتقال در فواصل طولانی‌تر و پهنای باند بالاتر (نرخ انتقال داده) را نسبت به کابل‌های الکتریکی فراهم می‌کنند. فیبرها به جای سیم های فلزی استفاده می شوند زیرا سیگنال ها با تلفات کمتری در طول آنها حرکت می کنند و در برابر تداخل الکترومغناطیسی مصون هستند . [1] فیبرها همچنین برای نورپردازی و تصویربرداری استفاده می‌شوند ، و اغلب در بسته‌هایی پیچیده می‌شوند، بنابراین می‌توان از آنها برای حمل نور به داخل یا خارج از فضاهای محدود استفاده کرد، مانند مورد فیبرسکوپ . [2] فیبرهای طراحی شده ویژه نیز برای انواع کاربردهای دیگر مانند سنسورهای فیبر نوری و لیزرهای فیبر استفاده می شوند . [3]

فیبرهای نوری شیشه ای معمولاً با کشیدن ساخته می شوند ، در حالی که الیاف پلاستیکی را می توان با کشیدن یا اکستروژن ساخت . [4] [5] فیبرهای نوری معمولاً شامل هسته ای هستند که توسط یک ماده روکش شفاف با ضریب شکست کمتر احاطه شده است . نور توسط پدیده انعکاس کلی داخلی که باعث می شود فیبر به عنوان یک موجبر عمل کند در هسته نگه داشته می شود . [6] فیبرهایی که بسیاری از مسیرهای انتشار یا حالت‌های عرضی را پشتیبانی می‌کنند، فیبرهای چند حالته نامیده می‌شوند ، در حالی که آنهایی که از یک حالت پشتیبانی می‌کنند، فیبرهای تک حالته (SMF) نامیده می‌شوند. [7] فیبرهای چند حالته عموماً دارای قطر هسته گسترده تری هستند [8] و برای پیوندهای ارتباطی در فواصل کوتاه و برای کاربردهایی که باید قدرت بالایی منتقل شود استفاده می شود. [9] فیبرهای تک حالته برای اکثر پیوندهای ارتباطی طولانی تر از 1050 متر (3440 فوت) استفاده می شود. [10]

امکان اتصال فیبرهای نوری با تلفات کم در ارتباطات فیبر نوری مهم است. [11] این پیچیده تر از اتصال سیم یا کابل برق است و شامل بریدن دقیق الیاف، تراز دقیق هسته های فیبر، و جفت شدن این هسته های تراز شده است. برای کاربردهایی که نیاز به اتصال دائمی دارند، اتصال فیوژن رایج است. در این تکنیک از قوس الکتریکی برای ذوب انتهای الیاف به یکدیگر استفاده می شود. یکی دیگر از تکنیک های رایج ، اتصال مکانیکی است که در آن انتهای الیاف توسط نیروی مکانیکی در تماس قرار می گیرند. اتصالات موقت یا نیمه دائمی با استفاده از کانکتورهای فیبر نوری تخصصی انجام می شود . [12]

رشته علم و مهندسی کاربردی که با طراحی و کاربرد فیبرهای نوری مرتبط است به فیبر نوری معروف است . این اصطلاح توسط فیزیکدان هندی-آمریکایی ناریندر سینگ کاپانی ابداع شد . [13]

تاریخچه

"چشمه نور" کولادون

دانیل کولادون و ژاک بابینه برای اولین بار هدایت نور را با انکسار، اصلی که فیبر نوری را ممکن می‌سازد، در پاریس در اوایل دهه 1840 نشان دادند. [14] جان تیندال نمایشی از آن را در سخنرانی های عمومی خود در لندن ، 12 سال بعد، وارد کرد. [15] تیندال همچنین در مورد خاصیت بازتاب داخلی کامل در کتاب مقدماتی در مورد ماهیت نور در سال 1870 نوشت: [16] [17]

هنگامی که نور از هوا به آب می رسد، پرتو شکسته شده به سمت عمود خم می شود ... وقتی پرتو از آب به هوا می رسد از عمود خم می شود ... اگر زاویه ای که پرتو در آب با عمود بر آن می گیرد سطح بیشتر از 48 درجه باشد، اشعه به هیچ وجه از آب خارج نمی شود: به طور کامل در سطح منعکس می شود... زاویه ای که حدی را که بازتاب کل شروع می شود مشخص می کند، زاویه محدود کننده محیط نامیده می شود. برای آب این زاویه 48 درجه و 27 دقیقه، برای شیشه سنگ چخماق 38 درجه و 41 دقیقه و برای الماس 23 درجه و 42 دقیقه است.

در اواخر قرن نوزدهم، تیمی از پزشکان وینی نور را از طریق میله های شیشه ای خمیده هدایت کردند تا حفره های بدن را روشن کنند. [18] در اوایل قرن بیستم، کاربردهای عملی مانند روشنایی نزدیک داخلی در طول دندانپزشکی دنبال شد. انتقال تصویر از طریق لوله ها به طور مستقل توسط آزمایشگر رادیویی کلارنس هانسل و پیشگام تلویزیونی جان لاگی برد در دهه 1920 نشان داده شد. در دهه 1930، هاینریش لام نشان داد که می‌توان تصاویر را از طریق بسته‌ای از فیبرهای نوری بدون پوشش منتقل کرد و از آن برای معاینات پزشکی داخلی استفاده کرد، اما کار او تا حد زیادی فراموش شد. [15] [19]

در سال 1953، دانشمند هلندی برام ون هیل برای اولین بار انتقال تصویر را از طریق بسته‌های فیبر نوری با روکش شفاف نشان داد. [19] در اواخر همان سال، هارولد هاپکینز و ناریندر سینگ کاپانی در امپریال کالج لندن موفق به ساخت بسته‌های انتقال تصویر با بیش از 10000 فیبر شدند و متعاقباً از طریق بسته‌ای به طول 75 سانتی‌متر که چندین هزار فیبر را ترکیب می‌کرد، به انتقال تصویر دست یافتند. [19] [20] [21] اولین گاستروسکوپ نیمه انعطاف پذیر فیبر نوری عملی توسط باسیل هیرشویتز ، سی. ویلبر پیترز، و لارنس ای. کرتیس، محققان دانشگاه میشیگان ، در سال 1956 به ثبت رسید . در روند توسعه گاستروسکوپ، کورتیس اولین الیاف شیشه ای را تولید کرد. فیبرهای نوری قبلی بر روی هوا یا روغن‌ها و موم‌های غیرعملی به‌عنوان مواد روکش با شاخص پایین متکی بودند. [19]

کاپانی اصطلاح فیبر نوری را پس از نوشتن مقاله ای در سال 1960 در Scientific American که این موضوع را به مخاطبان گسترده ای معرفی کرد، ابداع کرد. او متعاقباً اولین کتاب را در مورد رشته جدید نوشت. [19] [22]

اولین سیستم انتقال داده فیبر نوری کارآمد توسط فیزیکدان آلمانی Manfred Börner در آزمایشگاه تحقیقاتی Telefunken در اولم در سال 1965 نشان داده شد و پس از آن اولین درخواست ثبت اختراع برای این فناوری در سال 1966 انجام شد. [23] [24] در سال 1968، ناسا از فیبر نوری استفاده کرد. در دوربین های تلویزیونی که به ماه فرستاده شد. در آن زمان، استفاده از دوربین‌ها محرمانه طبقه‌بندی می‌شد و کارمندانی که دوربین‌ها را کنترل می‌کردند باید توسط فردی با مجوز امنیتی مناسب نظارت می‌شدند. [25]

چارلز کی کائو و جورج آ. هاکام از شرکت انگلیسی استاندارد تلفن و کابل (STC) اولین کسانی بودند که این ایده را ترویج کردند که تضعیف فیبرهای نوری می تواند به زیر 20 دسی بل در هر کیلومتر (dB/km) کاهش یابد و فیبرها را تبدیل به یک ابزار ارتباطی عملی، در سال 1965. [26] آنها پیشنهاد کردند که تضعیف الیاف موجود در آن زمان به جای اثرات فیزیکی اساسی مانند پراکندگی، ناشی از ناخالصی هایی است که می توانند حذف شوند. آنها به درستی و سیستماتیک خواص اتلاف نور را برای فیبر نوری تئوری کردند و به مواد مناسب برای استفاده برای چنین الیافی اشاره کردند - شیشه سیلیسی با خلوص بالا. این کشف باعث شد تا کائو در سال 2009 جایزه نوبل فیزیک را دریافت کند . [27] حد میرایی حیاتی 20 دسی بل در کیلومتر برای اولین بار در سال 1970 توسط محققانی به نام رابرت دی. مورر ، دونالد کک ، پیتر سی. شولتز و فرانک زیمار که برای امریکن کار می کردند به دست آمد. شیشه ساز Corning Glass Works . [28] آنها فیبری را با تضعیف 17 دسی بل در کیلومتر با دوپینگ شیشه سیلیکا با تیتانیوم نشان دادند . چند سال بعد آنها با استفاده از دی اکسید ژرمانیوم به عنوان ناخالص اصلی، فیبری را با تضعیف تنها 4 دسی بل در کیلومتر تولید کردند. در سال 1981، جنرال الکتریک شمش های کوارتز ذوب شده ای را تولید کرد که می توانست به رشته هایی به طول 25 مایل (40 کیلومتر) کشیده شود. [29]

در ابتدا، فیبرهای نوری با کیفیت بالا تنها با سرعت 2 متر در ثانیه تولید می شدند. مهندس شیمی توماس منسا در سال 1983 به Corning پیوست و سرعت تولید را به بیش از 50 متر در ثانیه افزایش داد و کابل های فیبر نوری را ارزان تر از کابل های مسی سنتی کرد. [30] [ منبع خود منتشر ] [31] [32] این نوآوری‌ها عصر مخابرات فیبر نوری را آغاز کرد.

مرکز تحقیقاتی ایتالیایی CSELT برای توسعه کابل‌های فیبر نوری عملی با کورنینگ همکاری کرد که در نتیجه اولین کابل فیبر نوری شهری در سال 1977 در تورین مستقر شد . [35]

تضعیف کابل‌های نوری مدرن به مراتب کمتر از کابل‌های مسی الکتریکی است که منجر به اتصالات فیبر طولانی‌مدت با فواصل تکرارکننده ۷۰ تا ۱۵۰ کیلومتر (۴۳ تا ۹۳ مایل) می‌شود. دو تیم به رهبری دیوید ان. پین از دانشگاه ساوتهمپتون و امانوئل دسوروایر در آزمایشگاه بل ، تقویت کننده فیبر دوپ شده با اربیوم را توسعه دادند که با کاهش یا حذف تکرارکننده های نوری-الکتریکی-اپتیکی، هزینه سیستم های فیبر فواصل طولانی را کاهش داد. به ترتیب در سال 1986 و 1987. [36] [37] [38]

میدان در حال ظهور بلورهای فوتونیک منجر به توسعه فیبر بلور فوتونی در سال 1991 شد ، [39] که نور را با پراش از ساختار تناوبی هدایت می‌کند، نه با بازتاب کامل داخلی. اولین الیاف کریستال فوتونیک در سال 2000 به صورت تجاری در دسترس قرار گرفت . این الیاف می توانند دارای هسته های توخالی باشند. [41]

استفاده می کند

ارتباط

یک کابینت دیواری حاوی کابل های فیبر نوری. کابل های زرد فیبرهای تک حالته هستند . کابل های نارنجی و آبی فیبرهای چند حالته هستند .

فیبر نوری به‌عنوان وسیله‌ای برای شبکه‌های مخابراتی و رایانه‌ای استفاده می‌شود ، زیرا انعطاف‌پذیر است و می‌توان آن‌ها را به صورت کابل در کنار هم قرار داد. این به ویژه برای ارتباطات از راه دور مفید است، زیرا نور مادون قرمز از طریق فیبر با تضعیف بسیار کمتری در مقایسه با الکتریسیته در کابل‌های الکتریکی منتشر می‌شود. این اجازه می دهد تا مسافت های طولانی را با تکرار کننده های کمی طی کنید .

10 یا 40 گیگابیت بر ثانیه در سیستم های مستقر معمول است. [42] [43]

از طریق استفاده از مالتی پلکسی تقسیم طول موج (WDM)، هر فیبر می تواند کانال های مستقل زیادی را حمل کند که هر کدام از طول موج متفاوتی از نور استفاده می کنند. نرخ خالص داده (نرخ داده بدون بایت های سربار) در هر فیبر، نرخ داده هر کانال است که توسط سربار تصحیح خطای پیشرو (FEC) کاهش می یابد، ضرب در تعداد کانال ها (معمولاً تا 80 در سیستم های WDM متراکم تجاری تا سال 2008). ).

برای کاربردهای مسافت کوتاه، مانند شبکه در یک ساختمان اداری (به فیبر تا دفتر مراجعه کنید )، کابل کشی فیبر نوری می تواند باعث صرفه جویی در فضا در کانال های کابل شود. این به این دلیل است که یک فیبر منفرد می‌تواند داده‌های بسیار بیشتری را نسبت به کابل‌های الکتریکی مانند کابل استاندارد دسته 5 که معمولاً با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه یا 1 گیگابیت بر ثانیه کار می‌کند، حمل کند.

فیبرها اغلب برای اتصالات کوتاه بین دستگاه ها نیز استفاده می شوند. به عنوان مثال، اکثر تلویزیون های با کیفیت بالا یک اتصال نوری صوتی دیجیتال را ارائه می دهند. این امکان پخش صدا را روی نور، با استفاده از پروتکل S/PDIF از طریق اتصال نوری TOSLINK فراهم می کند .

حسگرها

فیبرها کاربردهای زیادی در سنجش از دور دارند . در برخی کاربردها، فیبر خود حسگر است (فیبرها نور نوری را به دستگاه پردازشی که تغییرات در ویژگی های نور را تجزیه و تحلیل می کند، هدایت می کنند). در موارد دیگر، فیبر برای اتصال سنسور به یک سیستم اندازه گیری استفاده می شود.

فیبرهای نوری را می توان به عنوان حسگر برای اندازه گیری کرنش ، دما ، فشار و مقادیر دیگر با اصلاح یک فیبر به طوری که خاصیت اندازه گیری شده شدت ، فاز ، قطبش ، طول موج یا زمان عبور نور در فیبر را تعدیل می کند. حسگرهایی که شدت نور را تغییر می‌دهند ساده‌ترین حسگرها هستند، زیرا تنها به یک منبع و آشکارساز ساده نیاز است. یکی از ویژگی های مفید چنین حسگرهای فیبر نوری این است که در صورت نیاز می توانند حسگرهای توزیع شده را در فواصل تا یک متر ارائه دهند. سنجش صوتی توزیع‌شده یکی از نمونه‌های آن است.

در مقابل، اندازه گیری های بسیار محلی را می توان با ادغام عناصر حسگر کوچک با نوک فیبر ارائه کرد. [53] اینها را می‌توان با فناوری‌های مختلف میکرو و نانوساخت پیاده‌سازی کرد ، به‌گونه‌ای که از مرز میکروسکوپی نوک فیبر تجاوز نمی‌کنند، و این امکان را برای کاربردهایی مانند قرار دادن در رگ‌های خونی از طریق سوزن زیرپوستی فراهم می‌کند.

حسگرهای فیبر نوری خارجی از کابل فیبر نوری ، معمولاً یک کابل چند حالته، برای انتقال نور مدوله شده از یک حسگر نوری غیر فیبر نوری یا یک سنسور الکترونیکی متصل به یک فرستنده نوری استفاده می کنند. یکی از مزایای اصلی حسگرهای بیرونی، توانایی آن‌ها در دسترسی به مکان‌های غیرقابل دسترس است. یک مثال اندازه گیری دمای داخل موتورهای جت با استفاده از فیبر برای انتقال تشعشع به یک پیرومتر در خارج از موتور است. حسگرهای بیرونی را می توان به همان روش برای اندازه گیری دمای داخلی ترانسفورماتورهای الکتریکی مورد استفاده قرار داد، جایی که میدان های الکترومغناطیسی شدید موجود دیگر تکنیک های اندازه گیری را غیرممکن می کند. سنسورهای بیرونی لرزش، چرخش، جابجایی، سرعت، شتاب، گشتاور و پیچش را اندازه گیری می کنند. یک نسخه حالت جامد از ژیروسکوپ، با استفاده از تداخل نور، توسعه یافته است. ژیروسکوپ فیبر نوری (FOG) هیچ قسمت متحرکی ندارد و از اثر Sagnac برای تشخیص چرخش مکانیکی استفاده می کند.

کاربردهای رایج برای سنسورهای فیبر نوری شامل سیستم های امنیتی پیشرفته تشخیص نفوذ است . نور در امتداد کابل حسگر فیبر نوری که روی حصار، خط لوله یا کابل ارتباطی قرار داده شده است، منتقل می شود و سیگنال برگشتی برای اختلالات نظارت و تجزیه و تحلیل می شود. این سیگنال بازگشتی به صورت دیجیتالی پردازش می شود تا اختلالات را شناسایی کند و در صورت وقوع نفوذ، زنگ هشدار را به صدا درآورد.

فیبرهای نوری به طور گسترده ای به عنوان اجزای حسگرهای شیمیایی نوری و حسگرهای زیستی نوری استفاده می شوند . [54]

انتقال نیرو

فیبر نوری می تواند برای انتقال نیرو با استفاده از سلول فتوولتائیک برای تبدیل نور به الکتریسیته استفاده شود. [55] در حالی که این روش انتقال نیرو به اندازه روش های معمولی کارآمد نیست، به ویژه در شرایطی که مطلوب است که یک رسانای فلزی نداشته باشیم، مانند مورد استفاده در نزدیکی دستگاه های MRI، که میدان های مغناطیسی قوی تولید می کنند، مفید است. [56] نمونه‌های دیگر برای تغذیه الکترونیک در عناصر آنتن پرقدرت و دستگاه‌های اندازه‌گیری مورد استفاده در تجهیزات انتقال ولتاژ بالا هستند.

استفاده های دیگر

یک فریزبی که توسط فیبر نوری روشن می شود
نور منعکس شده از فیبر نوری مدل نمایش داده شده را روشن می کند
یک لامپ فیبر نوری

فیبرهای نوری به عنوان راهنمای نور در کاربردهای پزشکی و سایر کاربردها استفاده می شود که در آن نور روشن نیاز به تابش نور به هدف بدون مسیر دید واضح دارد. بسیاری از میکروسکوپ ها از منابع نوری فیبر نوری برای ارائه نور شدید نمونه های مورد مطالعه استفاده می کنند.

فیبر نوری نیز در اپتیک تصویربرداری استفاده می شود. یک بسته منسجم از الیاف، گاهی همراه با لنزها، برای یک دستگاه تصویربرداری بلند و نازک به نام آندوسکوپ استفاده می شود که برای مشاهده اشیا از طریق یک سوراخ کوچک استفاده می شود. آندوسکوپ های پزشکی برای روش های اکتشافی یا جراحی با حداقل تهاجم استفاده می شود. آندوسکوپ‌های صنعتی (نگاه کنید به فیبروسکوپ یا بورسکوپ ) برای بررسی هر چیزی که دسترسی به آن سخت است، مانند فضای داخلی موتور جت، استفاده می‌شود.

در برخی ساختمان‌ها، فیبرهای نوری نور خورشید را از سقف به سایر قسمت‌های ساختمان هدایت می‌کنند (نگاه کنید به اپتیک غیر تصویربرداری ). لامپ های فیبر نوری برای روشنایی در کاربردهای تزئینی، از جمله علائم ، هنر ، اسباب بازی ها و درختان کریسمس مصنوعی استفاده می شود . فیبر نوری بخشی ذاتی از محصول ساختمانی بتنی انتقال نور LiTraCon است .

فیبر نوری همچنین می تواند در نظارت بر سلامت سازه استفاده شود . این نوع حسگر می‌تواند تنش‌هایی را که ممکن است تأثیر دائمی بر سازه‌ها داشته باشد، تشخیص دهد . این بر اساس اصل اندازه گیری تضعیف آنالوگ است.

در طیف‌سنجی ، بسته‌های فیبر نوری نور را از یک طیف‌سنج به ماده‌ای که نمی‌توان در داخل خود طیف‌سنج قرار داد، منتقل می‌کند تا ترکیب آن را تجزیه و تحلیل کند. یک طیف‌سنج مواد را با تابش نور و از میان آنها تجزیه و تحلیل می‌کند. با استفاده از الیاف، می توان از یک طیف سنج برای مطالعه اشیاء از راه دور استفاده کرد. [57] [58] [59]

یک فیبر نوری دوپ شده با عناصر کمیاب خاص مانند اربیوم می تواند به عنوان واسطه افزایش لیزر فیبر یا تقویت کننده نوری استفاده شود . فیبرهای نوری نادر زمینی را می توان برای تقویت سیگنال با اتصال بخش کوتاهی از فیبر دوپ شده به یک خط فیبر نوری معمولی (بدون دوپ) استفاده کرد. فیبر دوپ شده به صورت نوری با طول موج لیزر دوم پمپ می شود که علاوه بر موج سیگنال به خط جفت می شود. هر دو طول موج نور از طریق فیبر دوپینگ منتقل می شود که انرژی را از طول موج دوم پمپ به موج سیگنال منتقل می کند. فرآیندی که باعث تقویت می شود انتشار تحریک شده است .

فیبر نوری نیز به طور گسترده به عنوان یک رسانه غیر خطی مورد استفاده قرار می گیرد. محیط شیشه ای از مجموعه ای از فعل و انفعالات نوری غیرخطی پشتیبانی می کند و طول های برهمکنش طولانی ممکن در فیبر، پدیده های مختلفی را تسهیل می کند که برای کاربردها و تحقیقات اساسی مهار می شوند. [60] برعکس، غیرخطی بودن فیبر می‌تواند اثرات مضری بر سیگنال‌های نوری داشته باشد و اغلب برای به حداقل رساندن چنین اثرات ناخواسته‌ای نیاز به اقداماتی است.

فیبرهای نوری دوپ شده با یک شیفتر طول موج نور سوسوزن را در آزمایش‌های فیزیک جمع‌آوری می‌کنند .

دوربین های فیبر نوری برای تفنگ های دستی، تفنگ ها و تفنگ های ساچمه ای از قطعات فیبر نوری برای بهبود دید علائم روی دید استفاده می کنند.

اصل عملیات

مروری بر اصول عملکرد فیبر نوری
انواع فیبر نوری

فیبر نوری یک موجبر دی الکتریک استوانه ای ( موجبر نارسانا ) است که نور را در امتداد محور خود از طریق فرآیند بازتاب کامل داخلی منتقل می کند. فیبر شامل یک هسته است که توسط یک لایه روکشی احاطه شده است که هر دو از مواد دی الکتریک ساخته شده اند. [61] برای محدود کردن سیگنال نوری در هسته، ضریب شکست هسته باید بیشتر از روکش باشد. مرز بین هسته و روکش ممکن است ناگهانی، در الیاف شاخص پله ای ، یا تدریجی، در فیبر با شاخص درجه بندی شده باشد . نور را می توان با استفاده از لیزر یا LED به فیبرهای نوری تغذیه کرد .

فیبر در برابر تداخل الکتریکی مصون است، زیرا هیچ ارتباط متقابلی بین سیگنال‌ها در کابل‌های مختلف وجود ندارد و نویز محیطی دریافت نمی‌شود. اطلاعاتی که در داخل فیبر نوری حرکت می کند حتی در برابر پالس های الکترومغناطیسی تولید شده توسط دستگاه های هسته ای نیز مصون است. [b] [ نیاز به نقل قول ]

کابل‌های فیبر برق را هدایت نمی‌کنند، که فیبر را برای محافظت از تجهیزات ارتباطی در محیط‌های ولتاژ بالا مانند تأسیسات تولید برق یا برنامه‌های مستعد در معرض صاعقه مفید می‌سازد . عایق الکتریکی همچنین از مشکلات مربوط به حلقه های زمین جلوگیری می کند . از آنجایی که در کابل‌های نوری برق وجود ندارد که به طور بالقوه جرقه ایجاد کند، می‌توان از آن‌ها در محیط‌هایی که دود انفجاری وجود دارد استفاده کرد. استراق سمع (در این مورد، ضربه زدن به فیبر ) در مقایسه با اتصالات الکتریکی دشوارتر است.

کابل های فیبر برای سرقت فلز هدف قرار نمی گیرند . در مقابل، سیستم های کابل مسی از مقادیر زیادی مس استفاده می کنند و از زمان رونق کالاها در دهه 2000 هدف قرار گرفته اند .

ضریب شکست

ضریب شکست روشی برای اندازه گیری سرعت نور در یک ماده است. نور در خلأ سریع‌ترین حرکت را دارد ، مثلاً در فضای بیرونی. سرعت نور در خلاء حدود 300000 کیلومتر (186000 مایل) در ثانیه است. ضریب شکست یک محیط با تقسیم سرعت نور در خلاء بر سرعت نور در آن محیط محاسبه می شود. بنابراین ضریب شکست خلاء طبق تعریف 1 است. یک فیبر تک حالته معمولی که برای مخابرات استفاده می شود دارای روکشی از سیلیس خالص با شاخص 1.444 در 1500 نانومتر و هسته سیلیس دوپ شده با شاخص حدود 1.4475 است. [61] هر چه ضریب شکست بزرگتر باشد، نور کندتر در آن محیط حرکت می کند. با توجه به این اطلاعات، یک قانون ساده این است که سیگنالی که از فیبر نوری برای ارتباط استفاده می کند با سرعتی در حدود 200000 کیلومتر در ثانیه حرکت می کند. بنابراین یک تماس تلفنی که توسط فیبر بین سیدنی و نیویورک انجام می شود، در فاصله 16000 کیلومتری، به این معنی است که حداقل 80 میلی ثانیه (حدود یک ثانیه) تاخیر بین زمانی که یک تماس گیرنده صحبت می کند و دیگری می شنود وجود دارد. [ج]

بازتاب داخلی کل

هنگامی که نوری که در یک محیط نوری متراکم حرکت می کند، با یک مرز با زاویه برخورد تند (بزرگتر از زاویه بحرانی برای مرز) برخورد می کند، نور کاملا منعکس می شود. به این می گویند بازتاب داخلی کل . این اثر در فیبرهای نوری برای محدود کردن نور در هسته استفاده می شود. اکثر فیبرهای نوری مدرن هدایت ضعیفی دارند ، به این معنی که تفاوت در ضریب شکست بین هسته و روکش بسیار کم است (معمولاً کمتر از 1٪). [62] نور از میان هسته فیبر عبور می کند و از مرز بین هسته و روکش به عقب و جلو می پرد.

از آنجایی که نور باید با زاویه ای بیشتر از زاویه بحرانی به مرز برخورد کند، تنها نوری که در محدوده مشخصی از زوایای فیبر وارد می شود می تواند بدون نشت به سمت فیبر حرکت کند. این محدوده زاویه را مخروط پذیرش فیبر می نامند. حداکثر زاویه ای از محور فیبر وجود دارد که در آن نور ممکن است وارد فیبر شود تا در هسته فیبر منتشر شود یا حرکت کند. سینوس این حداکثر زاویه دیافراگم عددی (NA) فیبر است . فیبر با NA بزرگتر به دقت کمتری برای اتصال و کار با الیاف با NA کوچکتر نیاز دارد. اندازه این مخروط پذیرش تابعی از اختلاف ضریب شکست بین هسته فیبر و روکش است. فیبر تک حالته دارای یک NA کوچک است.

فیبر چند حالته

انتشار نور از طریق فیبر نوری چند حالته .
لیزری که به سمت میله اکریلیک پرتاب می‌شود و بازتاب داخلی نور را در یک فیبر نوری چند حالته نشان می‌دهد.

فیبر با قطر هسته بزرگ (بیشتر از 10 میکرومتر) ممکن است توسط اپتیک هندسی تجزیه و تحلیل شود . چنین فیبری از تجزیه و تحلیل الکترومغناطیسی فیبر چند حالته نامیده می شود (به زیر مراجعه کنید). در یک فیبر چند حالته با شاخص پله، پرتوهای نور در امتداد هسته فیبر توسط بازتاب کلی داخلی هدایت می شوند. پرتوهایی که در زاویه ای بزرگتر از زاویه بحرانی برای این مرز با مرز روکش هسته برخورد می کنند ، کاملا منعکس می شوند. زاویه بحرانی با تفاوت در ضریب شکست بین هسته و مواد روکش تعیین می شود. پرتوهایی که با زاویه کم به مرز می رسند از هسته به روکشی که در آن خاتمه می یابند شکسته می شوند. زاویه بحرانی زاویه پذیرش فیبر را تعیین می کند که اغلب به عنوان یک دیافراگم عددی گزارش می شود . دیافراگم عددی بالا به نور اجازه می دهد تا در پرتوهای نزدیک به محور و در زوایای مختلف در فیبر منتشر شود و امکان جفت شدن کارآمد نور به فیبر را فراهم می کند. با این حال، این دیافراگم عددی بالا میزان پراکندگی را افزایش می‌دهد زیرا پرتوها در زوایای مختلف طول مسیر متفاوتی دارند و بنابراین زمان‌های متفاوتی برای عبور از فیبر طول می‌کشد.

در فیبر درجه بندی شده، ضریب شکست در هسته به طور مداوم بین محور و روکش کاهش می یابد. این باعث می شود که پرتوهای نور با نزدیک شدن به روکش، به جای انعکاس ناگهانی از مرز هسته-پوشش، به آرامی خم شوند. مسیرهای منحنی حاصل، پراکندگی چند مسیری را کاهش می‌دهند، زیرا پرتوهای با زاویه بالا، به جای مرکز با شاخص بالا، بیشتر از حاشیه با شاخص پایین‌تر هسته عبور می‌کنند. نمایه شاخص برای به حداقل رساندن تفاوت در سرعت انتشار محوری پرتوهای مختلف در فیبر انتخاب شده است. این نمایه شاخص ایده آل بسیار نزدیک به یک رابطه سهموی بین شاخص و فاصله از محور است. [ نیازمند منبع ]

فیبر تک حالته

ساختار یک فیبر معمولی تک حالته .
1. هسته: قطر 8 میکرومتر
2. روکش فلزی: قطر 125 میکرومتر.
3. بافر: 250 میکرومتر قطر.
4. ژاکت: 400 میکرومتر قطر.

فیبری با قطر هسته کمتر از ده برابر طول موج نور منتشر شده را نمی توان با استفاده از اپتیک هندسی مدل کرد. در عوض، طبق معادلات ماکسول که به معادله موج الکترومغناطیسی تقلیل یافته است، باید به عنوان یک ساختار موجبر الکترومغناطیسی تحلیل شود . [d] به عنوان یک موجبر نوری، فیبر از یک یا چند حالت عرضی محدود پشتیبانی می کند که توسط آن نور می تواند در طول فیبر منتشر شود. فیبری که تنها از یک حالت پشتیبانی می کند، تک حالت نامیده می شود . [e] تجزیه و تحلیل موجبر نشان می دهد که انرژی نور در فیبر به طور کامل در هسته محدود نمی شود. در عوض، به‌ویژه در الیاف تک حالته، بخش قابل‌توجهی از انرژی در حالت محدود در روکش به‌عنوان یک موج ناپایدار حرکت می‌کند . رایج ترین نوع فیبر تک حالته دارای قطر هسته 8 تا 10 میکرومتر است و برای استفاده در مادون قرمز نزدیک طراحی شده است . فیبر چند حالته، در مقایسه، با قطر هسته‌ای به کوچکی 50 میکرومتر و به بزرگی صدها میکرومتر تولید می‌شود.

فیبر ویژه

برخی از فیبرهای نوری خاص با یک هسته یا لایه روکش غیر استوانه ای، معمولاً با مقطع بیضوی یا مستطیلی ساخته می شوند. اینها شامل فیبر نگهدارنده پلاریزاسیون مورد استفاده در حسگرهای فیبر نوری و فیبر طراحی شده برای سرکوب انتشار حالت گالری پچ پچ است .

فیبر فوتونیک کریستال با الگوی منظمی از تغییرات شاخص (اغلب به شکل سوراخ‌های استوانه‌ای که در امتداد طول فیبر قرار دارند) ساخته می‌شود. چنین فیبری از اثرات پراش به جای یا علاوه بر بازتاب داخلی کلی استفاده می کند تا نور را به هسته فیبر محدود کند. خواص فیبر را می توان برای کاربردهای متنوعی تنظیم کرد.

مکانیسم های تضعیف

منحنی تضعیف تجربی سیلیس چند حالته کم تلفات و فیبر ZBLAN. نقاط مثلث سیاه و فلش های خاکستری نشان دهنده کاهش چهار مرتبه قدر در تضعیف فیبرهای نوری سیلیس در طول چهار دهه از ~ 1000 دسی بل بر کیلومتر در سال 1965 به 17/0 دسی بل در کیلومتر در سال 2005 است.
تضعیف طیفی فیبر نوری هسته سیلیکا به صورت تجربی اندازه‌گیری شد. [63] حداقل میرایی 0.1400 dB/km در طول موج 1560 نانومتر است.

تضعیف در فیبر نوری که به عنوان تلفات انتقال نیز شناخته می‌شود، کاهش شدت سیگنال نور در حین حرکت در محیط انتقال است. ضرایب تضعیف در فیبر نوری معمولاً بر حسب واحد dB/km بیان می شود. محیط معمولاً فیبری از شیشه سیلیکا [f] است که پرتو نور فرود را در داخل محدود می کند. تضعیف عامل مهمی است که انتقال سیگنال دیجیتال را در فواصل زیاد محدود می کند. بنابراین، تحقیقات زیادی برای محدود کردن تضعیف و به حداکثر رساندن تقویت سیگنال نوری انجام شده است. چهار مرتبه کاهش در تضعیف فیبرهای نوری سیلیس در طول چهار دهه نتیجه بهبود مستمر فرآیندهای تولید، خلوص مواد خام، پیش‌فرم و طرح‌های فیبر بود که به این الیاف اجازه نزدیک شدن به حد پایین تضعیف نظری را داد. [63]

فیبرهای نوری تک حالته را می توان با تلفات بسیار کم ساخت. فیبر Vascade® EX2500 Corning، یک فیبر تک حالته کم تلفات برای طول موج های مخابراتی، دارای تضعیف اسمی 0.148 dB/km در 1550 نانومتر است. [64] طول 10 کیلومتر از چنین فیبری نزدیک به 71 درصد از انرژی نوری را در 1550 نانومتر منتقل می کند.

تضعیف فیبر نوری عمدتاً به دلیل پراکندگی و جذب ایجاد می شود . در الیاف مبتنی بر شیشه های فلوراید مانند ZBLAN، حداقل تضعیف توسط جذب ناخالصی محدود می شود. اکثریت قریب به اتفاق فیبرهای نوری بر پایه شیشه سیلیکا هستند که در آن جذب ناخالصی ناچیز است. در الیاف سیلیس، تضعیف با مکانیسم‌های ذاتی تعیین می‌شود: پراکندگی رایلی در شیشه‌هایی که نور از طریق آن منتشر می‌شود، و جذب فروسرخ در همان شیشه‌ها. جذب سیلیس در طول موج های بالای 1570 نانومتر به شدت افزایش می یابد. در طول موج هایی که برای ارتباطات از راه دور مفید هستند، پراکندگی رایلی مکانیسم تلفات غالب است. در 1550 نانومتر مولفه‌های میرایی برای فیبر کم تلفات به شرح زیر ارائه می‌شوند: تلفات پراکندگی رایلی: 0.1200 دسی‌بل/کیلومتر، تلفات جذب مادون قرمز: 0.0150 دسی‌بل/کیلومتر، تلفات جذب ناخالصی: 0.0047 دسی‌بل/1مپر: 0.0047 dB/0، 0. کیلومتر

پراکندگی نور

وابستگی زاویه ای پراکندگی ریلی

انتشار نور در هسته یک فیبر نوری بر اساس بازتاب داخلی کلی موج نور، از نظر اپتیک هندسی، یا حالت های هدایت شده، بر حسب موجبر الکترومغناطیسی است. در یک فیبر نوری تک حالت معمولی، حدود 75 درصد نور از طریق مواد هسته منتشر می‌شود، که ضریب شکست بالاتری دارد، و حدود 25 درصد نور از طریق روکش پخش می‌شود و ضریب شکست کمتری دارد. رابط بین هسته و شیشه های روکش فوق العاده صاف است و باعث از دست دادن قابل توجه پراکندگی یا افت ناقص موجبر نمی شود. تلفات پراکندگی عمدتاً از پراکندگی ریلی در بخش عمده شیشه‌هایی که هسته فیبر و روکش فلزی را تشکیل می‌دهند سرچشمه می‌گیرد.

پراکندگی نور در فیبر شیشه ای با کیفیت نوری ناشی از بی نظمی های سطح مولکولی (نوسانات ترکیبی) در ساختار شیشه است. در واقع، یک مکتب فکری در حال ظهور این است که شیشه به سادگی حالت محدود کننده یک جامد چند کریستالی است. در این چارچوب، دامنه‌هایی که درجات مختلفی از نظم کوتاه برد را نشان می‌دهند، به بلوک‌های ساختمانی فلزات و همچنین شیشه‌ها و سرامیک‌ها تبدیل می‌شوند. هم بین و هم در داخل این حوزه ها، عیوب ریز ساختاری وجود دارند که ایده آل ترین مکان ها را برای پراکندگی نور فراهم می کنند.

پراکندگی به طول موج نور پراکنده شده و اندازه مراکز پراکنده بستگی دارد. وابستگی زاویه ای شدت نور پراکنده شده از یک فیبر نوری با پراکندگی ریلی مطابقت دارد، که نشان می دهد مراکز پراکندگی بسیار کوچکتر از طول موج انتشار نور هستند. از نوسانات چگالی ناشی از دمای خیالی شیشه و از نوسانات غلظت مواد ناخالص در هسته و روکش سرچشمه می‌گیرد. ضریب پراکندگی ریلی، R ، می تواند به صورت زیر ارائه شود: که در آن Rd نشان دهنده پراکندگی رایلی در نوسانات چگالی و Rc نشان دهنده پراکندگی رایلی در نوسانات غلظت ناخالصی است . مواد ناخالص، مانند دی اکسید ژرمانیوم یا فلوئور، برای ایجاد اختلاف ضریب شکست بین هسته و روکش، برای تشکیل یک ساختار موجبر استفاده می شود. که در آن λ طول موج، n ضریب شکست ، p ضریب فوتوالاستیک، βc تراکم پذیری همدما، kB ثابت بولتزمن ، T f دمای خیالی است. تنها متغیر فیزیکی قابل توجهی که بر پراکندگی بر نوسانات چگالی تأثیر می گذارد، دمای خیالی شیشه است، دمای فرضی پایین تر منجر به شیشه همگن تر و پراکندگی رایلی کمتر می شود. دمای واقعی ممکن است به طور چشمگیری تا حدود 100 وزن کاهش یابد. ppm اکسید قلیایی ناخالصی در هسته فیبر، و همچنین خنک شدن کندتر فیبر در طول فرآیند کشیدن فیبر. این رویکردها برای تولید فیبرهای نوری با کمترین تضعیف، به ویژه آنهایی که برای کابل های مخابراتی زیردریایی استفاده می شود، استفاده می شود.

برای غلظت‌های ناخالص کوچک، Rc متناسب با x (d n / d x ) 2 است که x کسر مولی ماده ناخالص در شیشه مبتنی بر SiO 2 و n ضریب شکست شیشه است. هنگامی که از ناخالصی GeO 2 برای افزایش ضریب شکست هسته فیبر استفاده می شود، مولفه نوسان غلظت پراکندگی رایلی و تضعیف فیبر را افزایش می دهد. به همین دلیل است که الیاف کمترین تضعیف از GeO 2 در هسته استفاده نمی کنند و از فلوئور در روکش استفاده می کنند تا ضریب شکست روکش را کاهش دهند. Rc در الیاف هسته سیلیسی خالص با انتگرال همپوشانی بین حالت LP01 و جزء نوسان غلظت ناشی از فلوئور در روکش متناسب است .

در هسته الیاف هسته سیلیکا خالص دوپ شده با پتاسیم (KPSC) تنها نوسانات چگالی نقش مهمی ایفا می کنند، زیرا غلظت K 2 O، فلوئور و کلر بسیار کم است. نوسانات چگالی در هسته با دمای خیالی پایین‌تر ناشی از دوپینگ پتاسیم تعدیل می‌شود و با بازپخت در طول فرآیند کشیدن الیاف بیشتر کاهش می‌یابد. این با روکش متفاوت است، جایی که سطوح بالاتر ناخالصی فلوئور و نوسانات غلظت ناشی از آن به تلفات می‌افزایند. در چنین الیافی، نوری که از هسته عبور می کند، در مقایسه با نور منتشر شده در بخش روکش فیبر، پراکندگی کمتر و تضعیف کمتری را تجربه می کند.

در قدرت های نوری بالا، پراکندگی می تواند توسط فرآیندهای نوری غیرخطی در فیبر نیز ایجاد شود. [65] [66]

جذب UV-Vis-IR

علاوه بر پراکندگی نور، تضعیف یا از دست دادن سیگنال نیز می تواند به دلیل جذب انتخابی طول موج های خاص رخ دهد. ملاحظات مواد اولیه شامل الکترون ها و مولکول ها به شرح زیر است:

طراحی هر دستگاه شفاف نوری مستلزم انتخاب مواد بر اساس آگاهی از خواص و محدودیت های آن است. ویژگی های جذب ساختار کریستالی مشاهده شده در نواحی فرکانس پایین (محدوده طول موج متوسط ​​تا دور IR) حد شفافیت طول موج بلند ماده را تعیین می کند. آنها نتیجه جفت شدن تعاملی بین حرکات ارتعاشات ناشی از حرارت اتم ها و مولکول های تشکیل دهنده شبکه جامد و تابش موج نور فرودی هستند. از این رو، همه مواد با نواحی محدود کننده جذب ناشی از ارتعاشات اتمی و مولکولی (کشش پیوند) در مادون قرمز دور (> 10 میکرومتر) محدود می شوند.

به عبارت دیگر، جذب انتخابی نور IR توسط یک ماده خاص به این دلیل اتفاق می‌افتد که فرکانس انتخابی موج نور با فرکانس (یا مضرب صحیح فرکانس، یعنی هارمونیک ) که در آن ذرات آن ماده ارتعاش می‌کنند، مطابقت دارد. از آنجایی که اتم‌ها و مولکول‌های مختلف فرکانس‌های طبیعی ارتعاش متفاوتی دارند، فرکانس‌های مختلف (یا بخش‌هایی از طیف) نور IR را به صورت انتخابی جذب می‌کنند.

انعکاس و انتقال امواج نور به این دلیل اتفاق می افتد که فرکانس امواج نور با فرکانس های تشدید طبیعی ارتعاش اجسام مطابقت ندارد. هنگامی که نور مادون قرمز این فرکانس ها به یک جسم برخورد می کند، انرژی منعکس می شود یا منتقل می شود.

بودجه از دست دادن

تضعیف بیش از یک کابل به طور قابل توجهی با گنجاندن کانکتورها و اتصالات افزایش می یابد. هنگام محاسبه میرایی قابل قبول (بودجه تلفات) بین فرستنده و گیرنده، یکی شامل موارد زیر است:

کانکتورها معمولاً 0.3 دسی بل در هر کانکتور روی کانکتورهای صیقلی شده وارد می کنند. اسپلایس ها معمولا کمتر از 0.2 دسی بل در هر اتصال وارد می کنند. [ نیازمند منبع ]

زیان کل را می توان به صورت زیر محاسبه کرد:

تلفات = تلفات دسی بل در هر کانکتور × تعداد کانکتورها + تلفات دسی بل در هر اتصال × تعداد اتصالات + تلفات دسی بل در هر کیلومتر × کیلومتر فیبر،

که در آن تلفات دسی بل در هر کیلومتر تابعی از نوع فیبر است و در مشخصات سازنده قابل مشاهده است. به عنوان مثال، یک فیبر معمولی 1550 نانومتری تک حالته دارای افت 0.3 دسی بل در هر کیلومتر است. [ نیازمند منبع ]

بودجه تلفات محاسبه شده هنگام آزمایش برای تأیید اینکه ضرر اندازه گیری شده در پارامترهای عملیاتی عادی است استفاده می شود.

تولید

مواد

فیبرهای نوری شیشه تقریباً همیشه از سیلیس ساخته می شوند ، اما برخی از مواد دیگر مانند شیشه های فلوئوروزیرکونات ، فلوئوروآلومینات و کالکوژنید و همچنین مواد کریستالی مانند یاقوت کبود برای مادون قرمز با طول موج بلندتر یا کاربردهای تخصصی دیگر استفاده می شوند. شیشه های سیلیس و فلوراید معمولاً دارای ضریب شکست حدود 1.5 هستند، اما برخی از مواد مانند کالکوژنیدها می توانند ضریب انکساری تا 3 داشته باشند. به طور معمول تفاوت شاخص بین هسته و روکش کمتر از یک درصد است.

فیبرهای نوری پلاستیکی (POF) معمولاً فیبرهای چند حالته شاخص پله ای با قطر هسته 0.5 میلی متر یا بزرگتر هستند. POF معمولاً ضرایب تضعیف بالاتری نسبت به الیاف شیشه دارد، dB/m 1 یا بالاتر، و این تضعیف بالا دامنه سیستم‌های مبتنی بر POF را محدود می‌کند.

سیلیس

سیلیس انتقال نوری نسبتاً خوبی را در طیف گسترده ای از طول موج ها نشان می دهد. در بخش مادون قرمز نزدیک (نزدیک IR) طیف، به ویژه در حدود 1.5 میکرومتر، سیلیس می تواند جذب بسیار کم و تلفات پراکندگی در حد 0.2 دسی بل در کیلومتر داشته باشد. چنین تلفات کم به استفاده از سیلیس فوق خالص بستگی دارد. شفافیت بالا در ناحیه 1.4 میکرومتر با حفظ غلظت کم گروه های هیدروکسیل (OH) به دست می آید. از طرف دیگر، غلظت بالای OH برای انتقال در ناحیه فرابنفش (UV) بهتر است. [67]

سیلیکا را می توان در دماهای نسبتاً بالا به داخل الیاف کشید و دامنه تبدیل شیشه نسبتاً وسیعی دارد . یک مزیت دیگر این است که اتصال فیوژن و برش الیاف سیلیس نسبتا موثر است. الیاف سیلیس همچنین دارای استحکام مکانیکی بالایی هم در برابر کشش و هم در برابر خمش است، مشروط بر اینکه الیاف خیلی ضخیم نباشد و سطوح در حین فرآوری به خوبی آماده شده باشند. حتی بریدن ساده انتهای فیبر می تواند سطوح صاف و زیبا با کیفیت نوری قابل قبولی را فراهم کند. سیلیس نیز از نظر شیمیایی نسبتاً بی اثر است . به ویژه، رطوبت سنجی نیست (آب را جذب نمی کند).

شیشه سیلیس را می توان با مواد مختلفی دوپ کرد. یکی از اهداف دوپینگ افزایش ضریب شکست (مانند دی اکسید ژرمانیوم (GeO 2 ) یا اکسید آلومینیوم (Al 2 O 3 )) یا کاهش آن (مثلاً با فلوئور یا تری اکسید بور (B 2 O 3 )) است. دوپینگ همچنین با یون های فعال لیزری (به عنوان مثال، الیاف دوپ شده با خاک کمیاب) به منظور به دست آوردن الیاف فعال برای استفاده، به عنوان مثال، در تقویت کننده های فیبر یا کاربردهای لیزر امکان پذیر است. هم هسته الیاف و هم روکش فلزی معمولاً دوپ می شوند، به طوری که کل مجموعه (هسته و روکش فلزی) به طور موثر ترکیب یکسانی است (به عنوان مثال یک شیشه آلومینوسیلیکات ، ژرمانوسیلیکات، فسفوسیلیکات یا بوروسیلیکات ).

به خصوص برای الیاف فعال، سیلیس خالص معمولاً یک شیشه میزبان خیلی مناسب نیست، زیرا حلالیت کمی برای یون های خاکی کمیاب نشان می دهد. این می تواند منجر به اثرات خاموش کننده به دلیل خوشه بندی یون های ناخالص شود. آلومینوسیلیکات ها در این زمینه بسیار موثرتر هستند.

فیبر سیلیکا نیز آستانه بالایی برای آسیب نوری از خود نشان می دهد. این ویژگی تمایل کم برای خرابی ناشی از لیزر را تضمین می کند. این برای تقویت کننده های فیبر زمانی که برای تقویت پالس های کوتاه استفاده می شود مهم است.

به دلیل این ویژگی ها، فیبرهای سیلیکا ماده انتخابی در بسیاری از کاربردهای نوری مانند ارتباطات (به استثنای فواصل بسیار کوتاه با فیبر نوری پلاستیک)، لیزرهای فیبر، تقویت کننده های فیبر و سنسورهای فیبر نوری هستند. تلاش های زیادی که در توسعه انواع مختلف الیاف سیلیس انجام شده است، عملکرد این الیاف را نسبت به سایر مواد افزایش داده است. [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75]

شیشه فلوراید

شیشه فلوراید دسته ای از شیشه های با کیفیت نوری غیر اکسیدی است که از فلوریدهای فلزات مختلف تشکیل شده است . به دلیل ویسکوزیته پایین این شیشه ها، اجتناب کامل از تبلور در حین پردازش آن از طریق انتقال شیشه ای (یا کشیدن فیبر از مذاب) بسیار دشوار است. بنابراین، اگرچه شیشه های فلوراید فلزات سنگین (HMFG) تضعیف نوری بسیار پایینی از خود نشان می دهند، اما ساخت آنها نه تنها دشوار است، بلکه کاملاً شکننده هستند و در برابر رطوبت و سایر حملات محیطی مقاومت ضعیفی دارند. بهترین ویژگی آنها این است که آنها فاقد نوار جذب مرتبط با گروه هیدروکسیل (OH) هستند (3200-3600 cm -1 ؛ یعنی 2777-3125 نانومتر یا 2.78-3.13 میکرومتر)، که تقریباً در تمام شیشه های مبتنی بر اکسید وجود دارد. چنین تلفات کم هرگز در عمل محقق نشد و شکنندگی و هزینه بالای الیاف فلوراید آنها را به عنوان کاندیدهای اولیه کمتر از ایده آل کرد.

فیبرهای فلوراید در طیف‌سنجی IR میانی ، حسگرهای فیبر نوری ، دماسنجی و تصویربرداری استفاده می‌شوند . الیاف فلوراید را می توان برای انتقال امواج نور هدایت شده در رسانه هایی مانند لیزرهای YAG ( ایتریوم آلومینیوم گارنت ) در 2.9 میکرومتر، همانطور که برای کاربردهای پزشکی (مانند چشم پزشکی و دندانپزشکی ) مورد نیاز است، استفاده کرد. [76] [77]

نمونه ای از شیشه فلوراید فلزات سنگین گروه شیشه ZBLAN است که از زیرکونیوم ، باریم ، لانتانیم ، آلومینیوم و فلوریدهای سدیم تشکیل شده است . کاربرد اصلی فن آوری آنها به عنوان موجبرهای نوری در دو شکل مسطح و فیبر است. آنها به ویژه در محدوده مادون قرمز متوسط ​​(2000 تا 5000 نانومتر) سودمند هستند .

شیشه فسفات

ساختار قفسه مانند P 4 O 10 - بلوک ساختمانی اساسی برای شیشه فسفات

شیشه فسفات دسته ای از شیشه های نوری است که از متافسفات های فلزات مختلف تشکیل شده است. به جای چهار وجهی SiO 4 مشاهده شده در شیشه های سیلیکات، بلوک ساختمانی این پنتوکسید فسفر شیشه ای (P 2 O 5 ) است که حداقل به چهار شکل مختلف متبلور می شود. آشناترین چند شکلی ساختار قفسه مانند P 4 O 10 است .

شیشه‌های فسفات می‌توانند نسبت به شیشه‌های سیلیکا برای فیبرهای نوری با غلظت بالایی از یون‌های خاکی کمیاب سودمند باشند. ترکیبی از شیشه فلوراید و شیشه فسفات شیشه فلوروفسفات است. [78] [79]

شیشه کالکوژنید

کالکوژن ها - عناصر گروه 16 جدول تناوبی - به ویژه گوگرد (S)، سلنیوم (Se) و تلوریم (Te) - با عناصر الکترومثبت بیشتری مانند نقره واکنش می دهند تا کالکوژنیدها را تشکیل دهند . اینها ترکیبات بسیار متنوعی هستند، زیرا می توانند کریستالی یا آمورف، فلزی یا نیمه رسانا و رسانای یون ها یا الکترون ها باشند . شیشه کالکوژنید را می توان برای ساخت الیاف برای انتقال مادون قرمز دور استفاده کرد. [80]

فرآیند

پیش فرم

تصویری از فرآیند رسوب بخار شیمیایی اصلاح شده (داخل).

فیبرهای نوری استاندارد با ساختن یک پریفرم با قطر بزرگ با نمایه ضریب شکست به دقت کنترل شده و سپس کشیدن پریفرم برای تشکیل فیبر نوری بلند و نازک ساخته می شوند. پریفرم معمولاً با سه روش رسوب شیمیایی بخار ساخته می شود : رسوب در داخل بخار ، رسوب بخار خارج و رسوب محوری بخار . [81]

با رسوب بخار در داخل ، پریفرم به صورت یک لوله شیشه ای توخالی به طول تقریبی 40 سانتی متر (16 اینچ) شروع می شود که به صورت افقی قرار می گیرد و به آرامی روی ماشین تراش می چرخد . گازهایی مانند تتراکلرید سیلیکون (SiCl 4 ) یا تتراکلرید ژرمانیوم (GeCl 4 ) با اکسیژن در انتهای لوله تزریق می شوند . سپس گازها با استفاده از یک مشعل هیدروژنی خارجی گرم می شوند و دمای گاز را به 1900  کلوین (1600 درجه سانتیگراد، 3000 درجه فارنهایت) می رساند، جایی که تتراکلریدها با اکسیژن واکنش می دهند و ذرات سیلیس یا دی اکسید ژرمانیوم تولید می کنند . هنگامی که شرایط واکنش به گونه ای انتخاب می شود که اجازه می دهد این واکنش در فاز گاز در سراسر حجم لوله رخ دهد، برخلاف تکنیک های قبلی که واکنش فقط روی سطح شیشه رخ می داد، این روش رسوب بخار شیمیایی اصلاح شده نامیده می شود .

سپس ذرات اکسید تجمع می‌یابند و زنجیره‌های ذرات بزرگی را تشکیل می‌دهند که متعاقباً به عنوان دوده روی دیواره‌های لوله رسوب می‌کنند. این رسوب به دلیل تفاوت زیاد دما بین هسته گاز و دیواره است که باعث می شود گاز ذرات را به سمت بیرون در فرآیندی به نام گرما فورزیس فشار دهد . سپس مشعل در طول لوله بالا و پایین می رود تا مواد به طور یکنواخت رسوب کنند. پس از اینکه مشعل به انتهای لوله رسید، سپس به ابتدای لوله بازگردانده می‌شود و ذرات رسوب‌شده ذوب می‌شوند تا یک لایه جامد تشکیل دهند. این روند تا زمانی که مقدار کافی از مواد رسوب کند تکرار می شود. برای هر لایه، ترکیب را می توان با تغییر ترکیب گاز تغییر داد، که در نتیجه کنترل دقیق خواص نوری فیبر نهایی می شود.

در رسوب بخار بیرونی یا رسوب محوری بخار، شیشه با هیدرولیز شعله تشکیل می شود ، واکنشی که در آن تتراکلرید سیلیکون و تتراکلرید ژرمانیوم با واکنش با آب در شعله اکسی هیدروژن اکسید می شوند . در رسوب بخار بیرونی، شیشه بر روی یک میله جامد قرار می گیرد که قبل از پردازش بیشتر برداشته می شود. در رسوب دهی محوری بخار، از یک میله بذر کوتاه استفاده می شود و یک پریفرم متخلخل که طول آن به اندازه میله منبع محدود نمی شود، در انتهای آن ساخته می شود. پریفرم متخلخل با حرارت دادن تا حدود 1800 کلوین (1500 درجه سانتیگراد، 2800 درجه فارنهایت) به یک پریفرم شفاف و جامد تبدیل می شود.

مقطع الیافی که از یک پریفرم D شکل گرفته شده است . پریفرم این فیبر آزمایشی به خوبی صیقل داده نشده است و ترک ها با میکروسکوپ نوری کانفوکال دیده می شوند .

فیبر ارتباطی معمولی از یک پیش‌فرم دایره‌ای استفاده می‌کند. برای برخی از کاربردها مانند الیاف دو روکش شکل دیگری ترجیح داده می شود. [82] در لیزرهای فیبر مبتنی بر فیبر دو لایه، یک شکل نامتقارن باعث بهبود فاکتور پرکننده برای پمپاژ لیزر می‌شود .

به دلیل کشش سطحی، شکل در طول فرآیند کشیدن صاف می شود و شکل فیبر حاصل لبه های تیز پریفرم را بازتولید نمی کند. با این وجود، پرداخت دقیق پریفرم مهم است، زیرا هرگونه نقص در سطح پریفرم بر خواص نوری و مکانیکی فیبر حاصل تأثیر می گذارد.

طراحی

پریفرم، صرف نظر از ساخت و ساز، در دستگاهی به نام برج کششی قرار می گیرد ، جایی که نوک پریفرم گرم می شود و فیبر نوری به صورت رشته ای بیرون کشیده می شود. کشش روی فیبر را می توان برای حفظ ضخامت فیبر مورد نظر کنترل کرد.

روکش

نور توسط یک روکش نوری با ضریب شکست کمتری که نور را در هسته از طریق انعکاس کلی داخلی به دام می اندازد، به سمت هسته فیبر هدایت می شود. برای برخی از انواع الیاف، روکش از شیشه ساخته شده و همراه با هسته از یک پیش‌فرم با ضریب شکست شعاعی متفاوت کشیده می‌شود. برای انواع دیگر الیاف، روکش از پلاستیک ساخته شده و مانند یک پوشش اعمال می شود (به زیر مراجعه کنید).

پوشش ها

روکش توسط یک بافر پوشانده شده است (نباید با یک لوله بافر واقعی اشتباه گرفته شود) که از آن در برابر رطوبت و آسیب فیزیکی محافظت می کند. [69] این پوشش‌ها مواد کامپوزیت اورتان آکریلات یا پلی‌آمید با اشعه ماوراء بنفش هستند که در طول فرآیند کشیدن به قسمت بیرونی فیبر اعمال می‌شوند. این پوشش‌ها از رشته‌های بسیار ظریف الیاف شیشه - به اندازه یک تار موی انسان - محافظت می‌کنند و به آن اجازه می‌دهند تا از سختی‌های ساخت، آزمایش اثبات، کابل‌کشی و نصب دوام بیاورد. پوشش بافر برای خاتمه یا اتصال باید از فیبر جدا شود.

فرآیندهای کشش فیبر نوری شیشه ای امروزی از رویکرد پوشش دو لایه استفاده می کنند. یک پوشش اولیه داخلی طوری طراحی شده است که به عنوان ضربه گیر عمل می کند تا میرایی ناشی از خم شدن میکرو را به حداقل برساند . یک پوشش ثانویه بیرونی از پوشش اولیه در برابر آسیب مکانیکی محافظت می کند و به عنوان مانعی در برابر نیروهای جانبی عمل می کند و ممکن است برای تمایز رشته ها در ساختارهای کابل همراه رنگی شود. این لایه های پوشش فیبر نوری در طول کشش فیبر، با سرعت نزدیک به 100 کیلومتر در ساعت (60 مایل در ساعت) اعمال می شوند. پوشش های فیبر نوری با استفاده از یکی از دو روش مرطوب روی خشک و مرطوب روی مرطوب اعمال می شوند . در حالت مرطوب روی خشک، فیبر از یک پوشش اولیه عبور می کند، که سپس با اشعه ماوراء بنفش پخت می شود، سپس از طریق پوشش ثانویه، که متعاقباً پخت می شود. در حالت مرطوب روی مرطوب، فیبر از هر دو کاربرد پوشش اولیه و ثانویه عبور می‌کند، سپس به خشک شدن UV می‌رود. [ نیازمند منبع ]

ضخامت پوشش هنگام محاسبه تنشی که فیبر تحت پیکربندی های مختلف خمش تجربه می کند در نظر گرفته می شود. [83] هنگامی که یک فیبر پوشش داده شده به دور سنبه پیچیده می شود، تنش تجربه شده توسط الیاف با [83] داده می شود : 45  که در آن E مدول یانگ فیبر است ، d m قطر سنبه، d f قطر است. روکش و d c قطر پوشش است.

در پیکربندی خمیدگی دو نقطه ای، یک فیبر پوشش داده شده به شکل U خم می شود و بین شیارهای دو صفحه جلویی قرار می گیرد که تا زمانی که الیاف بشکند به هم نزدیک می شوند. تنش در فیبر در این پیکربندی با [83] : 47  داده می شود که در آن d فاصله بین صفحات رویی است. ضریب 1.198 یک ثابت هندسی مرتبط با این پیکربندی است.

پوشش های فیبر نوری از الیاف شیشه در برابر خراش هایی محافظت می کند که می تواند منجر به تخریب استحکام شود. ترکیبی از رطوبت و خراش پیری و زوال استحکام الیاف را تسریع می کند. هنگامی که فیبر در مدت طولانی تحت تنش های کم قرار می گیرد، خستگی فیبر ممکن است رخ دهد. با گذشت زمان یا در شرایط شدید، این عوامل با هم ترکیب می‌شوند و باعث ایجاد نقص‌های میکروسکوپی در فیبر شیشه‌ای می‌شوند که در نهایت می‌تواند منجر به شکست فیبر شود.

سه ویژگی کلیدی موجبرهای فیبر نوری را می توان تحت تأثیر شرایط محیطی قرار داد: استحکام، تضعیف و مقاومت در برابر تلفات ناشی از خم شدن میکرو. روکش های کابل فیبر نوری خارجی و لوله های بافر از فیبر نوری شیشه ای در برابر شرایط محیطی محافظت می کنند که می تواند بر عملکرد فیبر و دوام طولانی مدت تأثیر بگذارد. در داخل، روکش‌ها قابلیت اطمینان سیگنال در حال حمل را تضمین می‌کنند و به کاهش تضعیف ناشی از خم شدن میکرو کمک می‌کنند.

ساخت کابل

یک کابل فیبر نوری

در الیاف عملی، روکش معمولاً با یک رزین سخت پوشانده می شود و دارای یک لایه بافر اضافی است که ممکن است توسط یک لایه ژاکت ، معمولاً پلاستیکی، احاطه شود. این لایه ها به فیبر استحکام می بخشند اما بر خواص نوری آن تأثیر نمی گذارند. مجموعه‌های الیاف سفت و سخت گاهی اوقات شیشه‌های جاذب نور را بین الیاف قرار می‌دهند تا از ورود نوری که از یک فیبر به بیرون نشت می‌کند به فیبر دیگر جلوگیری کند. این امر تداخل بین فیبرها را کاهش می دهد یا شعله ور شدن را در برنامه های تصویربرداری بسته فیبر کاهش می دهد. [84] [85] کابل چند فیبر معمولاً از بافرهای رنگی برای شناسایی هر رشته استفاده می کند.

کابل‌های مدرن در طیف گسترده‌ای از روکش‌ها و زره‌ها عرضه می‌شوند که برای کاربردهایی مانند دفن مستقیم در ترانشه‌ها، جداسازی ولتاژ بالا، استفاده دوگانه به عنوان خطوط برق، [۸۶] [ تأیید ناموفق ] نصب در مجرا، اتصال به تیرهای تلفن هوایی، زیردریایی طراحی شده‌اند. نصب و راه اندازی در خیابان های آسفالت شده.

برخی از نسخه های کابل فیبر نوری با نخ های آرامید یا نخ های شیشه ای به عنوان یک عضو استحکام واسطه تقویت می شوند. از نظر تجاری، استفاده از نخ های شیشه ای بدون از دست دادن دوام مکانیکی مقرون به صرفه تر است. نخ های شیشه ای همچنین از هسته کابل در برابر جوندگان و موریانه ها محافظت می کنند.

مسائل عملی

نصب و راه اندازی

کابل فیبر می تواند بسیار انعطاف پذیر باشد، اما اگر فیبر با شعاع کمتر از حدود 30 میلی متر خم شود، تلفات فیبر سنتی به شدت افزایش می یابد. هنگامی که کابل در گوشه ها خم می شود، این مشکل ایجاد می کند. الیاف قابل خم شدن ، با هدف نصب آسان تر در محیط های خانگی، به عنوان ITU-T G.657 استاندارد شده اند . این نوع الیاف را می توان با شعاع 7.5 میلی متر بدون ضربه نامطلوب خم کرد. حتی الیاف قابل خم شدن بیشتری نیز ساخته شده است. [87] فیبر قابل خم شدن ممکن است در برابر هک فیبر نیز مقاوم باشد، که در آن سیگنال موجود در یک فیبر به طور مخفیانه با خم کردن فیبر و تشخیص نشت کنترل می شود. [88]

یکی دیگر از ویژگی های مهم کابل، توانایی کابل در تحمل کشش است که تعیین می کند چه مقدار نیرو می تواند در حین نصب به کابل وارد شود.

خاتمه و اتصال

اتصالات ST در فیبر چند حالته

فیبرهای نوری توسط کانکتورهای فیبر نوری به تجهیزات پایانه متصل می شوند . این کانکتورها معمولا از نوع استاندارد مانند FC , SC , ST , LC , MTRJ , MPO یا SMA هستند . فیبرهای نوری ممکن است توسط کانکتورهایی که معمولاً روی یک پچ پنل قرار دارند یا به طور دائم با اتصال دو فیبر به یکدیگر متصل شوند تا یک موجبر نوری پیوسته را تشکیل دهند. روش کلی پذیرفته شده پیوند ، پیوند فیوژن است که انتهای فیبر را با هم ذوب می کند. برای کارهای اتصال سریعتر، از اتصال مکانیکی استفاده می شود. تمام تکنیک های اتصال شامل نصب محفظه ای است که از اسپلایس محافظت می کند.

اتصال فیوژن با ابزار تخصصی انجام می شود. انتهای الیاف ابتدا از پوشش پلیمری محافظ خود (و همچنین ژاکت بیرونی محکم تر، در صورت وجود) برداشته می شود. انتهای آن ها با یک برش دقیق بریده می شوند تا عمود شوند و در نگهدارنده های مخصوص در اسپلایسر فیوژن قرار می گیرند. اتصال معمولاً از طریق یک صفحه نمایش بزرگ‌نمایی شده بررسی می‌شود تا شکاف‌ها قبل و بعد از اتصال بررسی شود. اسپلایسر از موتورهای کوچک برای تراز کردن وجه های انتهایی با هم استفاده می کند و جرقه کوچکی بین الکترودها در شکاف منتشر می کند تا گرد و غبار و رطوبت را بسوزاند. سپس اسپلایسر جرقه بزرگتری تولید می‌کند که دما را بالاتر از نقطه ذوب شیشه بالا می‌برد و انتهای آن را برای همیشه جوش می‌دهد. محل و انرژی جرقه به دقت کنترل می شود تا هسته مذاب و روکش با هم مخلوط نشوند و این امر تلفات نوری را به حداقل می رساند. تخمین تلفات اتصال توسط اسپلایسر با هدایت نور از طریق روکش در یک طرف و اندازه گیری نور نشت شده از روکش در سمت دیگر اندازه گیری می شود. افت اتصال زیر 0.1 دسی بل معمولی است. پیچیدگی این فرآیند، اتصال فیبر را بسیار دشوارتر از اتصال سیم مسی می کند.

یک محفظه اتصال فیبر نوری هوایی که در حین نصب پایین آمده است. الیاف جداگانه ذوب شده و برای محافظت در برابر آسیب در داخل محفظه ذخیره می شوند

اتصالات فیبر مکانیکی به گونه ای طراحی شده اند که سریعتر و آسان تر نصب شوند، اما هنوز نیاز به جداسازی، تمیز کردن دقیق و برش دقیق وجود دارد. انتهای الیاف توسط یک آستین دقیق تراز شده و در کنار هم قرار می گیرند و اغلب از یک ژل تطبیق شاخص شفاف استفاده می کنند که انتقال نور را در سراسر مفصل افزایش می دهد. اتصالات مکانیکی معمولاً دارای تلفات نوری بالاتری هستند و از استحکام کمتری نسبت به اتصالات فیوژن برخوردار هستند، به خصوص اگر از ژل استفاده شود.

الیاف به اتصالاتی ختم می شوند که انتهای فیبر را به طور دقیق و مطمئن نگه می دارند. یک کانکتور فیبر نوری یک بشکه استوانه ای سفت و سخت است که توسط یک آستین احاطه شده است که بشکه را در سوکت جفت خود نگه می دارد. مکانیسم جفت‌گیری می‌تواند فشار و کلیک ، چرخش و چفت ( نوار سرنیزه )، یا پیچ ( رزوه‌دار ) باشد. لوله معمولاً برای حرکت در داخل آستین آزاد است و ممکن است کلیدی داشته باشد که از چرخش بشکه و فیبر هنگام جفت شدن کانکتورها جلوگیری می کند.

یک کانکتور معمولی با آماده کردن انتهای فیبر و قرار دادن آن در قسمت پشتی بدنه اتصال نصب می شود. معمولاً از چسب سریع گیر برای محکم نگه داشتن فیبر استفاده می شود و یک کشش کش در قسمت عقب محکم می شود. هنگامی که چسب گیر کرد، انتهای فیبر جلا داده می شود. بسته به نوع الیاف و کاربرد از پروفیل های پولیش مختلفی استفاده می شود. کاهش قدرت سیگنال حاصل از دست دادن شکاف نامیده می شود . برای فیبر تک حالته، انتهای فیبر معمولاً با انحنای جزئی صیقل داده می‌شود که باعث می‌شود کانکتورهای جفت شده فقط در هسته‌های خود لمس شوند. این پولیش تماس فیزیکی (PC) نامیده می شود. سطح منحنی ممکن است در یک زاویه صیقل داده شود تا اتصال فیزیکی زاویه دار (APC) ایجاد شود . چنین اتصالاتی تلفات بیشتری نسبت به اتصالات رایانه شخصی دارند اما بازتاب عقب را به شدت کاهش می دهند زیرا نوری که از سطح زاویه دار منعکس می شود از هسته فیبر به بیرون نشت می کند. انتهای فیبر APC حتی در صورت قطع شدن بازتاب کم پشتی دارند.

در دهه 1990، تعداد قطعات در هر کانکتور، پرداخت الیاف و نیاز به پخت اپوکسی در هر کانکتور، پایان دادن به کابل‌های فیبر نوری را دشوار کرد. امروزه، انواع کانکتورهای موجود در بازار، راه‌های ساده‌تر و کم‌مشکل‌تری برای پایان دادن به کابل‌ها ارائه می‌دهند. برخی از محبوب ترین کانکتورها در کارخانه از پیش پرداخت شده و دارای یک ژل در داخل کانکتور هستند. یک شکاف در طول مورد نیاز ساخته می شود تا به قطعه صیقلی که از قبل در داخل رابط قرار دارد نزدیک شود. ژل نقطه ای را احاطه می کند که این دو قطعه در داخل کانکتور به هم می رسند تا نور بسیار کمی از دست برود. [89] برای سخت‌ترین نصب‌ها، پیگتیل‌های از پیش صیقل‌شده کارخانه با طول کافی برای رسیدن به اولین محفظه اتصال فیوژن، عملکرد خوب را تضمین می‌کند و کار در محل را به حداقل می‌رساند.

جفت فضای آزاد

اغلب لازم است یک فیبر نوری با فیبر نوری دیگر یا با یک دستگاه نوری الکترونیکی مانند یک دیود ساطع کننده نور ، یک دیود لیزری یا یک مدولاتور هماهنگ شود . این می تواند شامل تراز کردن دقیق فیبر و قرار دادن آن در تماس با دستگاه باشد، یا می تواند از یک لنز برای اتصال بر روی شکاف هوا استفاده کند. به طور معمول اندازه حالت فیبر بسیار بزرگتر از اندازه حالت در یک دیود لیزری یا یک تراشه نوری سیلیکونی است . در این مورد، یک فیبر مخروطی یا لنزدار برای تطبیق توزیع میدان حالت فیبر با عنصر دیگر استفاده می‌شود. عدسی انتهای فیبر را می توان با استفاده از پولیش، برش لیزری [90] یا اتصال فیوژن تشکیل داد.

در یک محیط آزمایشگاهی، یک انتهای فیبر لخت با استفاده از یک سیستم پرتاب فیبر، که از یک لنز شیئی میکروسکوپ برای متمرکز کردن نور تا نقطه ریز استفاده می‌کند، جفت می‌شود . یک مرحله ترجمه دقیق (جدول موقعیت یابی میکرو) برای جابجایی لنز، فیبر یا دستگاه استفاده می شود تا کارایی کوپلینگ بهینه شود. فیبرهایی که کانکتوری در انتهای آن دارند، این فرآیند را بسیار ساده‌تر می‌کنند: کانکتور به سادگی به یک کولیماتور فیبر نوری از پیش تراز شده متصل می‌شود، که حاوی عدسی است که یا دقیقاً روی فیبر قرار دارد یا قابل تنظیم است. برای دستیابی به بهترین راندمان تزریق در فیبر تک حالته، جهت، موقعیت، اندازه و واگرایی تیر باید بهینه شود. با بهینه سازی خوب می توان 70 تا 90 درصد راندمان کوپلینگ را به دست آورد.

با الیاف تک حالته صیقلی شده مناسب، پرتو ساطع شده دارای شکل گاوسی تقریباً کاملی است - حتی در میدان دور - اگر از یک لنز خوب استفاده شود. لنز باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا از دیافراگم عددی کامل فیبر پشتیبانی کند و نباید انحرافاتی در پرتو ایجاد کند. معمولاً از لنزهای آسفریک استفاده می شود.

فیوز فیبر

در شدت نوری بالاتر از 2 مگاوات بر سانتی متر مربع، هنگامی که فیبر در معرض ضربه قرار می گیرد یا به طور ناگهانی آسیب می بیند، فیوز فیبر ممکن است رخ دهد. انعکاس آسیب بلافاصله قبل از شکست فیبر را تبخیر می کند و این نقص جدید بازتابنده باقی می ماند به طوری که آسیب با سرعت 1-3 متر در ثانیه (4-11 کیلومتر در ساعت، 2-8 مایل در ساعت) به سمت فرستنده منتشر می شود. [91] [92] سیستم کنترل فیبر باز ، که ایمنی لیزر چشم را در صورت شکستگی فیبر تضمین می‌کند، همچنین می‌تواند به طور موثری انتشار فیوز فیبر را متوقف کند. [93] در موقعیت‌هایی مانند کابل‌های زیردریایی، که سطوح توان بالا ممکن است بدون نیاز به کنترل فیبر باز استفاده شود، یک دستگاه محافظ فیوز فیبر در فرستنده می‌تواند مدار را قطع کند تا آسیب را به حداقل برساند.

پراکندگی کروماتیک

ضریب شکست الیاف با فرکانس نور کمی متفاوت است و منابع نور کاملاً تک رنگ نیستند. مدولاسیون منبع نور برای انتقال سیگنال نیز کمی باند فرکانس نور ارسالی را گسترش می دهد. این تأثیری دارد که در مسافت‌های طولانی و در سرعت‌های مدولاسیون بالا، فرکانس‌های مختلف نور ممکن است زمان‌های متفاوتی را برای رسیدن به گیرنده ببرد و در نهایت تشخیص سیگنال را غیرممکن می‌کند و به تکرارکننده‌های اضافی نیاز دارد. [94] این مشکل را می توان به روش های مختلفی برطرف کرد، از جمله استفاده از یک فیبر نسبتاً کوتاه که دارای گرادیان ضریب شکست مخالف است.

همچنین ببینید

یادداشت ها

  1. ^ از جمله اشعه مادون قرمز و فرابنفش .
  2. ^ این ویژگی با حساسیت فیبر به تابش گامای سلاح خنثی می شود. تشعشعات گاما باعث می شود که میرایی نوری در طول انفجار پرتو گاما به دلیل تیره شدن مواد به میزان قابل توجهی افزایش یابد و به دنبال آن فیبر خود فلاش نور درخشانی را هنگام بازپخت ساطع کند. مدت زمان بازپخت و میزان تضعیف باقیمانده به ماده الیاف و دمای آن بستگی دارد.
  3. ^ فیبر، در این مورد، احتمالاً مسیر طولانی تری را طی خواهد کرد و به دلیل تعویض تجهیزات ارتباطی و فرآیند رمزگذاری و رمزگشایی صدا بر روی فیبر، تاخیرهای اضافی وجود خواهد داشت.
  4. تجزیه و تحلیل الکترومغناطیسی ممکن است برای درک رفتارهایی مانند لکه که هنگام انتشار نور منسجم در فیبر چند حالته رخ می دهد نیز مورد نیاز باشد.
  5. ^ رفتار فیبر چند حالته با هسته بزرگتر را می توان با استفاده از معادله موج مدلسازی کرد، که نشان می دهد چنین فیبری از بیش از یک حالت انتشار پشتیبانی می کند (از این رو نام آن است). نتایج چنین مدل‌سازی فیبر چند حالته تقریباً با پیش‌بینی‌های اپتیک هندسی مطابقت دارد، اگر هسته فیبر به اندازه کافی بزرگ باشد که بتواند بیش از چند حالت را پشتیبانی کند.
  6. ^ برای کاربردهایی که نیاز به طول موج طیفی دارند، به ویژه در طول موج های مادون قرمز وسط ( ~ 2-7 میکرومتر)، جایگزین بهتری با شیشه های فلوراید مانند ZBLAN و InF 3 ارائه می شود .

مراجع

  1. ^ ارشد، جان ام. جمرو، م یوسف (1388). ارتباطات فیبر نوری: اصول و تمرین آموزش پیرسون صص 7-9. شابک 978-0130326812.
  2. ↑ «تولد فیبرسکوپ ها». www.olympus-global.com . شرکت المپوس . بازبینی شده در 17 آوریل 2015 .
  3. ↑ لی، بیونگو (2003). "بررسی وضعیت فعلی سنسورهای فیبر نوری". فناوری فیبر نوری 9 (2): 57-79. Bibcode :2003OptFT...9...57L. doi :10.1016/s1068-5200(02)00527-8.
  4. ↑ «فیبر نوری». www.thefoa.org . انجمن فیبر نوری بازبینی شده در 17 آوریل 2015 .
  5. ↑ «ساخت فیبرهای نوری پلاستیک پرفلورینه» (PDF) . chromisfiber.com. 2004 . بازیابی شده در 2023-09-11 .
  6. ^ ارشد، ص 12-14
  7. ↑ پیرسال، توماس (2010). Photonics Essentials (ویرایش دوم). مک گراو هیل. شابک 978-0-07-162935-5. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2021-08-17 . بازیابی شده در 2021-02-24 .
  8. ^ فهرست خرید صنعت نوری و سیستم ها. شرکت انتشارات نوری. 1984.
  9. ↑ هانسپرگر (19-10-2017). دستگاه ها و سیستم های فوتونیک راتلج. شابک 9781351424844.
  10. ↑ Fennelly، Lawrence J. (26 نوامبر 2012). امنیت فیزیکی مؤثر (ویرایش چهارم). علم الزویر. ص 355. شابک 9780124159815.
  11. ^ ارشد، ص. 218
  12. ^ ارشد، ص 234-235
  13. ↑ «صندلی ناریندر سینگ کاپانی در اپتو الکترونیک». ucsc.edu. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2017-05-21 . بازیابی شده در 2016-11-01 .
  14. ↑ کولادون، ژان دانیل (۱۸۴۲). "بر روی بازتاب یک پرتو نور در داخل یک جریان مایع سهموی". Comptes Rendus .
  15. ^ ab Bates، Regis J (2001). راهنمای سوئیچینگ نوری و شبکه . نیویورک: مک گراو هیل. ص 10. شابک 978-0-07-137356-2.
  16. ↑ تیندال، جان (1870). "بازتاب کامل". نکاتی در مورد نور
  17. ↑ تیندال، جان (1873). شش سخنرانی در مورد نور. نیویورک: دی. اپلتون.
  18. ^ مری بلیس. "چگونه فیبر نوری اختراع شد". بایگانی شده از نسخه اصلی در 2012-07-12 . بازیابی شده در 2020-01-20 .
  19. ^ abcde Hecht، Jeff (2004). شهر نور: داستان فیبر نوری (ویرایش اصلاح شده). دانشگاه آکسفورد صص 55-70. شابک 9780195162554.
  20. ^ هاپکینز، اچ. کاپانی، NS (1954). "فیبرسکوپی انعطاف پذیر، با استفاده از اسکن استاتیک". طبیعت . 173 (4392): 39-41. Bibcode :1954Natur.173...39H. doi :10.1038/173039b0. S2CID  4275331.
  21. ^ دو فناوری نوری انقلابی. پیشینه علمی در مورد جایزه نوبل فیزیک 2009. Nobelprize.org. 6 اکتبر 2009
  22. ↑ چگونه هند جایزه نوبل دیگری را از دست داد – اخبار هند Rediff.com. News.rediff.com (2009-10-12). بازبینی شده در 2017-02-08.
  23. ↑ ثبت اختراع DE 1254513، Börner, Manfred، "Mehrstufiges Übertragungssystem für Pulscodemodulation dargestellte Nachrichten."، صادر شده در 16-11-1967، اختصاص یافته به Telefunken Patentverwertungsgesellschaft mbH 
  24. ↑ ثبت اختراع ایالات متحده 3845293، Börner، Manfred، "سیستم انتقال الکترواپتیکال با استفاده از لیزر" 
  25. ^ دوربین تلویزیون قمری. طرح آزمون پذیرش قبل از نصب. ناسا 12 مارس 1968
  26. ↑ هشت، جف (1999). شهر نور، داستان فیبر نوری. نیویورک: انتشارات دانشگاه آکسفورد . ص 114. شابک 978-0-19-510818-7.
  27. ↑ «اعلامیه مطبوعاتی – جایزه نوبل فیزیک 2009». بنیاد نوبل بازیابی شده در 2009-10-07 .
  28. ↑ هشت، جف (1999). شهر نور، داستان فیبر نوری. نیویورک: انتشارات دانشگاه آکسفورد . ص 271. شابک 978-0-19-510818-7.
  29. ↑ «۱۹۷۱–۱۹۸۵ ادامه سنت». جدول زمانی نوآوری جنرال الکتریک . شرکت جنرال الکتریک . بازیابی شده در 2012-09-28 .
  30. ↑ «درباره نویسنده – توماس منسا». چیزهای مناسب به رنگ مشکی می آید. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2 ژانویه 2015 . بازبینی شده در 29 مارس 2015 .
  31. ↑ «نمایه اجرایی: توماس او. منسا». بلومبرگ بایگانی شده از نسخه اصلی در 10 فوریه 2015 . بازبینی شده در 31 مارس 2015 .
  32. ↑ «توماس او. منسا». AICHE . بازبینی شده در 30 ژوئیه 2024 .
  33. ^ کاتانیا، بی. میچتی، ال. توسکو، اف. اوچینی، ای. Silvestri, L. (سپتامبر 1976). "اولین آزمایش ایتالیایی با کابل نوری مدفون" (PDF) . مجموعه مقالات دومین کنفرانس اروپایی ارتباطات نوری (II ECOC) . صص 315-322 . بازیابی شده در 2022-08-18 .
  34. ↑ «15 سپتامبر 1977، تورینو، اولین استسورا آل موندو دی una fibra ottica in esercizio». Archivio storico Telecom Italia . بایگانی شده از نسخه اصلی در 2017-09-17 . بازیابی شده در 2017-02-15 .
  35. ↑ «Springroove, il giunto per fiber ottiche brevettato nel 1977». Archivio storico Telecom Italia . بایگانی شده از نسخه اصلی در 2016-08-16 . بازیابی شده در 2017-02-08 .
  36. ^ میرس، RJ; ریکی، ال. پول، اس بی؛ Payne, DN (30 ژانویه 1986). "لیزر فیبر CW قابل تنظیم آستانه پایین و لیزر فیبر سوئیچ شده Q که در 1.55 میکرومتر کار می کند" (PDF) . نامه های الکترونیک . 22 (3): 159-160. Bibcode :1986ElL....22..159M. doi :10.1049/el:19860111.
  37. ^ میرس، RJ; ریکی، ال. Jauncey، IM; Payne, DN (10 سپتامبر 1987). "تقویت کننده فیبر دوپ شده با اربیوم کم نویز که در 1.54 میکرومتر کار می کند" (PDF) . نامه های الکترونیک . 23 (19): 1026-1028. Bibcode :1987ElL....23.1026M. doi :10.1049/el:19870719.
  38. ^ دیسوروایر، ای. سیمپسون، جی. بکر، کامپیوتر (1987). "تقویت کننده فیبر موج سفر دوپ شده با اربیوم بالا". نامه های اپتیک . 12 (11): 888-890. Bibcode :1987OptL...12..888D. doi :10.1364/OL.12.000888. PMID  19741905.
  39. ↑ راسل، فیلیپ (2003). "الیاف کریستال فوتونیک". علم . 299 (5605): 358-62. Bibcode :2003Sci...299..358R. doi :10.1126/science.1079280. PMID  12532007. S2CID  136470113.
  40. ↑ «تاریخچه فیبر کریستالی A/S». کریستال فیبر A/S. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2001-07-23 . بازیابی شده در 22-10-2008 .
  41. ^ doi :10.1126/science.282.5393.1476.
  42. ^ یائو، اس (2003). "پلاریزاسیون در سیستم های فیبر: فشرده سازی پهنای باند بیشتر" (PDF) . کتاب فوتونیک . انتشارات لورین. ص 1. بایگانی شده از نسخه اصلی (PDF) در 11 جولای 2011.
  43. ↑ "JANET اولین سرویس طول موج 40 گیگابیت بر ثانیه اروپا را ارائه می دهد". Ciena (اطلاعات مطبوعاتی). 09/07/2007. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2010-01-14 . بازیابی شده در 29 اکتبر 2009 .
  44. ↑ NTT (29 سپتامبر 2006). "14 Tbps بیش از یک فیبر نوری واحد: نمایش موفقیت آمیز بزرگترین ظرفیت جهان" (نسخه مطبوعاتی). تلگراف و تلفن نیپون. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2017-09-21 . بازیابی شده در 2017-02-08 .
  45. ^ الفیاد، ام اس؛ و همکاران (2008). "انتقال 111 گیگابیت بر ثانیه POLMUX-RZ-DQPSK در 1140 کیلومتر SSMF با همسایگان NRZ-OOK 10.7 گیگابیت بر ثانیه" (PDF) . مجموعه مقالات ECOC 2008 . ص Mo.4.E.2. بایگانی شده از نسخه اصلی (PDF) در 04/12/2013 . بازیابی شده در 2013-09-17 .
  46. ^ Alcatel-Lucent (29 سپتامبر 2009). «آزمایشگاه‌های بل رکورد انتقال نوری، سد 100 پتابیت بر ثانیه را شکست». Phys.org (نسخه مطبوعاتی). بایگانی شده از نسخه اصلی در 9 اکتبر 2009.
  47. ↑ هچت، جف (29-04-2011). فیبر نوری فوق سریع رکورد جدیدی را ثبت کرد. دانشمند جدید . جلد 210، شماره 2809. ص. 24. Bibcode :2011NewSc.210R..24H. doi :10.1016/S0262-4079(11)60912-3 . بازیابی شده در 2012-02-26 .
  48. ↑ «NEC و Corning به انتقال نوری پتابیت دست می یابند». Optics.org 22/01/2013 . بازیابی شده در 2013-01-23 .
  49. ^ بوزینوویچ، ن. یو، ی. رن، ی. تور، م. کریستنسن، پی. هوانگ، اچ. ویلنر، AE; راماچاندران، اس (2013). "تقسیم تکانش زاویه ای مداری در مقیاس ترابیت در الیاف" (PDF) . علم . 340 (6140): 1545-1548. Bibcode :2013Sci...340.1545B. doi :10.1126/science.1237861. PMID  23812709. S2CID  206548907. بایگانی شده از نسخه اصلی (PDF) در 2019-02-20.
  50. ^ "سرعت انتقال داده پتابیت در ثانیه از یک منبع نوری در مقیاس تراشه - DTU Electro" (نسخه مطبوعاتی). دانشگاه فنی دانمارک 31 اکتبر 2022. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2023-01-12.
  51. ↑ کرول، لوته (20 اکتبر 2022). "رکورد جدید انتقال داده" (مطبوعات). دانشگاه فنی دانمارک بازیابی شده در 2024-06-17 .
  52. ↑ "ظرفیت انتقال فیبر نوری رکورد جهانی دو برابر شده و به 22.9 پتابیت در ثانیه می رسد | 2023". NICT - موسسه ملی فناوری اطلاعات و ارتباطات .
  53. ^ کوستوفسکی، جی. استودارت، روابط عمومی؛ میچل، الف (2014). "نوک فیبر نوری: یک پلت فرم ذاتی میکروسکوپی همراه با نور برای فناوری های میکرو و نانو". مواد پیشرفته 26 (23): 3798-820. Bibcode :2014AdM....26.3798K. doi :10.1002/adma.201304605. PMID  24599822. S2CID  32093488.
  54. ↑ Bănică، Florinel-Gabriel (2012). حسگرهای شیمیایی و حسگرهای زیستی: مبانی و کاربردها . چیچستر: جان وایلی و پسران. چ. 18-20. شابک 978-0-470-71066-1.
  55. ↑ آنا بسانسکایا (1 اکتبر 2005). "برق روی شیشه". طیف IEEE .
  56. ↑ «شکار فوتوولتائیک قدرت را بر فیبر نوری افزایش می‌دهد». محصولات الکترونیکی . 01-06-2006. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2011-07-18 . بازیابی شده در 2020-09-26 .
  57. ↑ المشکی، زید؛ ملینگ، پیتر جی. تامسون، مری ای. (ژوئن 2001). "نظارت در زمان واقعی یک واکنش تخمیر با استفاده از یک پروب FT-IR فیبر نوری" (PDF) . طیف سنجی . 16 (6): 15.
  58. ^ ملینگ، پیتر؛ تامسون، مری (اکتبر 2002). "نظارت بر واکنش در راکتورهای کوچک و فضاهای تنگ" (PDF) . اخبار آزمایشگاه آمریکا
  59. ^ ملینگ، پیتر جی. تامسون، مری (2002). "کاوشگرهای فیبر نوری برای طیف سنجی مادون قرمز میانی" (PDF) . در چالمرز، جان ام. گریفیث، پیتر آر. کتاب راهنمای طیف سنجی ارتعاشی . وایلی.
  60. ↑ گوویند، آگراوال (10 اکتبر 2012). فیبر نوری غیرخطی (ویرایش پنجم). مطبوعات دانشگاهی. شابک 978-0-12-397023-7.
  61. ^ آب پاشوتا، رودیگر. "الیاف". دایره المعارف فیزیک و فناوری لیزر . RP فوتونیک . بازیابی شده در 22 فوریه 2015 .
  62. ↑ Gloge, D. (1 اکتبر 1971). "الیاف هدایت کننده ضعیف". اپتیک کاربردی 10 (10): 2252-8. Bibcode :1971ApOpt..10.2252G. doi :10.1364/AO.10.002252. PMID  20111311 . بازیابی شده در 2023-12-21 .
  63. ^ آب خراپکو، ر. لوگونوف، اس ال. لی، ام. متیوز، HB; تاندون، پی. ژو، سی (15-04-2024). "فیبر شبه تک حالته با تضعیف کم سابقه 0.1400 دسی بل در کیلومتر". نامه های فناوری فوتونیک IEEE . 36 (8): 539-542. Bibcode :2024IPTL...36..539K. doi : 10.1109/LPT.2024.3372786 . ISSN  1041-1135.
  64. ↑ «فیبرهای نوری زیردریایی کورنینگ». Corning.com ​کورنینگ گنجانده شده است . بازبینی شده در 28 مارس 2024 .
  65. ^ اسمیت، آر جی (1972). "ظرفیت مدیریت توان نوری فیبرهای نوری کم تلفات که توسط پراکندگی رامان و بریلوین تحریک شده تعیین می شود". اپتیک کاربردی 11 (11): 2489-94. Bibcode :1972ApOpt..11.2489S. doi :10.1364/AO.11.002489. PMID  20119362.
  66. ^ پاشوتا، رودیگر. «پراکندگی بریلوین». دایره المعارف فیزیک و فناوری لیزر . RP فوتونیک.
  67. ^ اسکوجا، ال. هیرانو، م. هوسونو، اچ. کاجیهارا، ک (1384). "عیوب شیشه های اکسیدی". وضعیت فیزیکی سولیدی سی . 2 (1): 15-24. Bibcode :2005PSSCR...2...15S. doi :10.1002/pssc.200460102.
  68. ↑ گلیزمان، جی اس (1999). "پیشرفت در استحکام مکانیکی و قابلیت اطمینان فیبرهای نوری". Proc. جاسوس . CR73 : 1. Bibcode :1999SPIE.CR73....3G.
  69. ^ آب کورکجیان، چارلز آر. سیمپکینز، پیتر جی. اینیس، داریل (1993). "استحکام، تخریب و پوشش راهنماهای نور سیلیس". مجله انجمن سرامیک آمریکا . 76 (5): 1106-1112. doi :10.1111/j.1151-2916.1993.tb03727.x.
  70. ↑ کورکجیان، سی (1988). "پایداری مکانیکی شیشه های اکسیدی". مجله جامدات غیر کریستالی . 102 (1-3): 71-81. Bibcode :1988JNCS..102...71K. doi :10.1016/0022-3093(88)90114-7.
  71. ^ کورکجیان، CR; Krause، JT; متیوسون، ام جی (1989). "استحکام و خستگی فیبرهای نوری سیلیس". مجله فناوری امواج نور . 7 (9): 1360–1370. Bibcode :1989JLwT....7.1360K. doi :10.1109/50.50715.
  72. ↑ کورکجیان، چارلز آر. گبیزلی اوغلو، عثمان س. کاملیبل، عرفان (1999). "تغییرات مقاومت در الیاف سیلیس". در متیوسون، ام جان (ویرایش). قابلیت اطمینان و تست فیبر نوری فوتونیک 99. مجموعه مقالات SPIE . مجموعه کنفرانس های انجمن مهندسان ابزار دقیق نوری (SPIE). جلد 3848. ص. 77. Bibcode :1999SPIE.3848...77K. doi :10.1117/12.372757. S2CID  119534094.
  73. ↑ Skontorp، Arne (2000). گوبین، پیر اف. دوست، کلیفورد ام (ویرایشگران). خواص مکانیکی غیرخطی فیبرهای نوری مبتنی بر سیلیس پنجمین کنفرانس اروپایی سازه ها و مصالح هوشمند. مجموعه مقالات SPIE . جلد 4073. ص. 278. Bibcode :2000SPIE.4073..278S. doi :10.1117/12.396408. S2CID  135912790.
  74. ^ پروکتور، کارشناسی; ویتنی، آی. جانسون، جی دبلیو (1967). "قدرت سیلیس ذوب شده". مجموعه مقالات انجمن سلطنتی A. 297 (1451): 534-557. Bibcode :1967RSPSA.297..534P. doi :10.1098/rspa.1967.0085. S2CID  137896322.
  75. ↑ بارتنف، جی (1968). "ساختار و استحکام الیاف شیشه". مجله جامدات غیر کریستالی . 1 (1): 69-90. Bibcode :1968JNCS....1...69B. doi :10.1016/0022-3093(68)90007-0.
  76. ^ تران، دی. سیگل، جی. Bendow, B. (1984). "شیشه ها و الیاف فلوراید فلزات سنگین: بررسی". مجله فناوری امواج نور . 2 (5): 566-586. Bibcode :1984JLwT....2..566T. doi :10.1109/JLT.1984.1073661.
  77. ^ نی، سو-می اف. جانسون، لیندا اف. موران، مارک بی. پنتونی، جونی ام. داگنو، استیون ام. تران، دان سی. بیلمن، کنت دبلیو. سیاهتگر، صادق (1379). "خواص نوری و سطحی شیشه اکسی فلوراید". مواد نوری معدنی II . سمپوزیوم بین المللی علوم و فناوری نوری. مجموعه مقالات SPIE . جلد 4102. ص. 122. Bibcode :2000SPIE.4102..122N. doi :10.1117/12.405276. S2CID  137381989.
  78. ↑ کارابولوت، م. ملنیک، ای. استفان، آر. Marasinghe، GK; ری، CS؛ کورکجیان، CR; دی، دی (2001). "خواص مکانیکی و ساختاری شیشه های فسفاته". مجله جامدات غیر کریستالی . 288 (1-3): 8-17. Bibcode :2001JNCS..288....8K. doi :10.1016/S0022-3093(01)00615-9.
  79. ↑ کورکجیان، سی (2000). "خواص مکانیکی شیشه های فسفات". مجله جامدات غیر کریستالی . 263-264 (1-2): 207-212. Bibcode :2000JNCS..263..207K. doi :10.1016/S0022-3093(99)00637-7.
  80. ^ شیرایف، وی اس. چوربانوف، MF (2013). "روندها و چشم انداز توسعه الیاف کالکوژنید برای انتقال مادون قرمز میانی". مجله جامدات غیر کریستالی . 377 : 225-230. Bibcode :2013JNCS..377..225S. doi :10.1016/j.jnoncrysol.2012.12.048.
  81. ↑ گووار، جان (1993). سیستم های ارتباطی نوری (ویرایش دوم). همپستد، انگلستان: پرنتیس هال. ص 209. شابک 978-0-13-638727-5.
  82. ^ کوزنتسوف، دی. مولونی، جی وی (2003). "تقویت کننده/لیزر فیبر پمپ شده با دال دیود نامنسجم با کارایی بالا، با بهره بالا، طول کوتاه و مقیاس پذیر". IEEE Journal of Quantum Electronics . 39 (11): 1452-1461. Bibcode :2003IJQE...39.1452K. CiteSeerX 10.1.1.196.6031 . doi :10.1109/JQE.2003.818311. 
  83. ^ abc Matthewson, M. (1994). "تکنیک های تست مکانیکی فیبر نوری" (PDF) . قابلیت اطمینان و آزمایش فیبر نوری . قابلیت اطمینان و آزمایش فیبر نوری، 8 تا 9 سپتامبر 1993، بوستون، ماساچوست. بررسی های انتقادی علوم و فناوری نوری. جلد CR50. انجمن مهندسین ابزار دقیق نوری. صص 32-59. Bibcode :1993SPIE10272E..05M. doi :10.1117/12.181373. S2CID  136377895. بایگانی شده از نسخه اصلی (PDF) در 2019-05-02 . بازیابی شده در 2019-05-02 .
  84. ↑ «جمع آوری و انتشار نور». منطقه توسعه دهنده National Instruments . شرکت ملی ابزار. بایگانی شده از نسخه اصلی در 25 ژانویه 2007 . بازیابی شده در 2007-03-19 .
  85. ↑ هچت، جف (2002). درک فیبر نوری (ویرایش چهارم). سالن پرنتیس شابک 978-0-13-027828-9.
  86. ↑ «گزارش غربالگری طرح انرژی روستایی آلاسکا» (PDF) . بخش امور اجتماعی و منطقه ای آلاسکا . بایگانی شده از نسخه اصلی (PDF) در 8 مه 2006 . بازیابی شده در 11 آوریل 2006 .
  87. ↑ «کورنینگ پیشرفت فناوری فیبر نوری را اعلام کرد» (نسخه مطبوعاتی). کورنینگ گنجانده شده است . 23/07/2007. بایگانی شده از نسخه اصلی در 13 ژوئن 2011 . بازیابی شده در 09-09-2013 .
  88. ↑ اولزاک، تام (2007-05-03). "از شبکه خود در برابر هک فیبر محافظت کنید". تکریپابلیک ​CNET. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2010-02-17 . بازیابی شده در 2007-12-10 .
  89. ↑ «ژل‌های نوری اتصالات و اتصالات فیبر نوری را بهبود می‌بخشند» . بازیابی شده در 2024-06-25 .
  90. ↑ «لنز لیزری». OpTek Systems Inc. بایگانی شده از نسخه اصلی در 2012-01-27 . بازیابی شده در 2012-07-17 .
  91. ^ اتکینز، آر.ام. سیمپکینز، پی جی؛ یابلون، AD (2003). "ردیف فیوز فیبر: ناپایداری رایلی در موجبرهای نوری". نامه های اپتیک . 28 (12): 974-976. Bibcode :2003OptL...28..974A. doi :10.1364/OL.28.000974. PMID  12836750.
  92. ↑ هیتز، برک (اوت 2003). منشأ «فیبر فیبر» آشکار شد». طیف فوتونیک بایگانی شده از نسخه اصلی در 2012-05-10 . بازیابی شده در 2011-01-23 .
  93. ^ سئو، کوجی؛ و همکاران (اکتبر 2003). "ارزیابی استقامت پرقدرت در پیوندهای فیبر نوری" (PDF) . بررسی فوروکاوا (24): 17–22. ISSN  1348-1797 . بازیابی شده در 2008-07-05 .
  94. ↑ GP Agrawal، سیستم های ارتباطی فیبر نوری، Wiley-Interscience، 1997.

در ادامه مطلب

لینک های خارجی

در ویکی‌انبار پرونده‌هایی مربوط به فیبرهای نوری موجود است .