फाइबर ऑप्टिक्स और उसके आवेदन

ऑप्टिकल फाइबर कैसे वैज्ञानिक ज्ञान तकनीकी प्रगति है कि अंततः जीवन आम आदमी के लिए आसान बनाने के लिए स्थानांतरित कर रहा है का एक उदाहरण दिखा। कई वर्षों के लिए फाइबर ऑप्टिक्स के साथ जुड़े संचार विद्युत संकेतों संचारण के लिए मायने रखता है। एक मानव बाल की पतला धागा आकार फाइबर ऑप्टिक्स की उच्च परिचालन क्षमताओं की वजह से संकेत है कि फोन संचालित करने के लिए आवश्यक हैं, इंटरनेट कनेक्शन, टीवी और इतने पर। बेशक डी, की एक विस्तृत श्रृंखला के प्रसारण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता लागू किया गया है न केवल घरेलू जरूरतों के लिए।

एक ऑप्टिकल फाइबर पारेषण प्रौद्योगिकी के माध्यम से संकेत

अपने आप में, एक अनुवादक संकेतों के रूप में ऑप्टिकल फाइबर के उपयोग - केवल ज्ञान के प्रकटीकरण जो फाइबर ऑप्टिक्स की वैज्ञानिक अनुभाग की जांच करता है। इस दिशा में विशेषज्ञ सूचना प्रसारण और प्रकाश के प्रसार का अध्ययन, और एक ही संदर्भ, संयुक्त प्रकाश गाइड में कर रहे हैं। उनसे, और दुनिया के वितरकों और कैसे जानकारी ट्रांसमीटरों के रूप में कर रहे हैं। वैसे, लेजर प्रौद्योगिकी के विकास के आधुनिक प्रवृत्तियों के रूप में प्रकाश उत्सर्जक डायोड पर आधारित है। इस मामले में, हालांकि, एक और दिलचस्प सवाल - क्या घटना फाइबर ऑप्टिक्स के दिल में स्थित है? विभिन्न अपवर्तक सूचकांक होने अचालक सीमाओं में आंतरिक प्रतिबिंब (कुल) विद्युत चुम्बकीय विकिरण के इस घटना। जिसमें जानकारी वाहक नहीं विद्युत चुम्बकीय संकेत है, और एक इनकोडिंग प्रकाश प्रवाह कार्य करता है। पारंपरिक धातु के लिए फाइबर ऑप्टिक केबल की श्रेष्ठता की डिग्री को समझने के लिए एक बार फिर से अपनी क्षमता को कर देना चाहिए। पहले से ही फाइबर यार्न जिसका मोटाई से अधिक 0.5 मिमी नहीं है, जानकारी की मात्रा है जो केवल 50 मिमी की मोटाई के साथ पारंपरिक तांबे के तारों में काम करेगा देने में सक्षम है का उल्लेख किया।

ऑप्टिकल फाइबर के निर्माण के तरीके

वहाँ दो मुख्य तरीके, जो एक ऑप्टिकल फाइबर में निर्मित किया जा सकता है। यह बाहर निकालना और पिघलने का उपयोग कर preforms की तकनीक है। पहली प्रौद्योगिकी कम गुणवत्ता वाले प्लास्टिक आधारित सामग्री की अनुमति देता है, इसलिए आज यह व्यावहारिक रूप से नहीं किया जाता है। दूसरी विधि प्राथमिक और सबसे कारगर माना जाता है। पहिले - यार्न की बैठक के लिए संरचना में स्थित खाली है,। आधुनिक मानकों के अनुसार, पहिले मीटर के कई दसियों से ऊपर की ऊंचाई हो सकता है। बाहर से, के बारे में 10 सेमी, जिसमें से पिघल कोर फाइबर की एक व्यास के साथ इस कांच की छड़। रॉड फाइबर का एक मिश्रण के साथ एक साथ निर्माण की प्रक्रिया में एक उच्च तापमान, जिसके बाद एक कताई तंतुओं को गरम किया जाता है। अपने स्वचालित नियंत्रण समायोजन - जिसके परिणामस्वरूप सामग्री की लंबाई हालांकि इस मामले में व्यास स्थिर बना रहता है कई किलोमीटर तक पहुँच सकते हैं। जहां फाइबर ऑप्टिक्स, इसके लिए सामग्री किया जा पूर्व संसाधित कर सकते हैं कोटिंग्स कि भौतिक और रासायनिक सुरक्षा प्रदान करने के लिए लागू किया जा पर निर्भर करता है। उनकी संरचना में यार्न के लिए मिश्रण के रूप में आमतौर पर ऐसी polyimide, acrylate, और सिलिकॉन के रूप में सामग्री भी शामिल है।

ऑप्टिकल फाइबर की संरचनात्मक विशेषताएं

फाइबर के बहुत कोर, जो आपरेशन के दौरान प्रकाश में फैल जाएगा - धागे के मध्य भाग मूल है। कोर उच्च प्रकाश अपवर्तक सूचकांक कि संशोधन विशेष additives के साथ doped कांच का उपयोग करके हासिल की है की विशेषता है। उदाहरण के लिए, सिलिका फाइबर के लिए इस तरह के अपवर्तक dopant के रूप में विशिष्ट घटकों का उपयोग। बदले में, खोल कई चीजें, कोर के तत्काल भौतिक सुरक्षा है जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण है। यह हिस्सा भी एक अपवर्तन प्रभाव प्रदान करता है, लेकिन कम से कम दर के साथ। दो सामग्री के बीच की सीमा एक प्रकाश गाइड संरचना जो मुख्य बीम की मात्रा कोर से बाहर भी अनुमति नहीं है बनाता है। इसके अलावा ध्यान देने योग्य है कि फाइबर ऑप्टिक्स की नींव सामग्री फाइबर की किस्मों के लिए संदर्भित करता है। सटीक होना, हम ढांकता हुआ waveguides कि प्रकाश संकेत संचारित के बारे में बात कर रहे हैं।

ऑप्टिकल फाइबर की किस्में

सबसे आम क्वार्ट्ज, प्लास्टिक और फाइबर flyuoridnye। क्वार्ट्ज यार्न ऑक्साइड या doped सिलिकॉन ऑक्साइड सहित समान सामग्री संरचना से पिघल पर आधारित है। इस ढांचे लचीला और लंबे समय फाइबर, विशेषता और जिसमें उच्च यांत्रिक शक्ति का निर्माण करने के लिए सक्षम बनाता है। प्लास्टिक-फाइबर ऑप्टिक्स पॉलिमर से बने और, पहले ही उल्लेख के रूप में, उच्च प्रदर्शन आंकड़े सुनिश्चित नहीं कर सकते। विशेष रूप से, इस तरह के यार्न डेटा हानि का एक बड़ा प्रतिशत है, जो की मांग क्षेत्रों में उनके उपयोग को सीमित करता है। दूसरी ओर, सामर्थ्य प्लास्टिक फाइबर उन्मुख ग्राहक वर्ग दिशाओं में इस सामग्री के लिए मांग रहती है। flyuoridnyh ऑप्टिकल सामग्री का सवाल है, उनके आधार fluorozirconate और fluoroaluminate चश्मे पर आधारित है। यह ऑप्टिकल संचार के लिए काफी आधुनिक और तकनीकी रूप से उन्नत समाधान है, लेकिन संरचना में भारी धातुओं की सामग्री भी, उदाहरण के लिए, उनके उपयोग से बचाता है स्वास्थ्य उद्योग में।

फाइबर के लिए माप उपकरण

सबसे आम ऑप्टिकल फाइबर और सेंसरों के सेट में प्रयुक्त होने वाले उपकरण ब्रैग ग्रेटिंग्स हैं। फाइबर ऑप्टिक सेंसर - एक युक्ति कुछ मान उस पल में सामग्री के राज्य की विशेषताएँ ठीक करने के लिए करना है। उदाहरण के लिए, विभिन्न सेंसरों तनाव, तापमान, कंपन, दबाव, और अन्य चर निर्धारित कर सकते हैं। ब्रैग अपने कार्य पर झंझरी यह ऑप्टिकल विशेषताओं के करीब है। यह फाइबर कोर अपवर्तक अनावधिक अशांति में लिया गया। यह माप निर्धारित करने के लिए कैसे फाइबर ऑप्टिक्स कुछ निश्चित परिस्थितियों में प्रसारण संकेत में प्रभावी रहे हैं अनुमति देता है। इसके अलावा, विशेषज्ञों एक OTDR, पंजीकरण आंकड़े अपव्यय और प्रतिरोध का उपयोग करें।

ऑप्टिकल फाइबर एम्पलीफायरों और लेज़रों

यह सबसे उन्नत उत्पाद, जो फाइबर ऑप्टिक्स की प्रौद्योगिकी के आधार पर विकसित कर रहे हैं। लेज़रों के अन्य प्रकार के विपरीत, ऑप्टिकल तंतु के उपयोग के कॉम्पैक्ट और एक ही समय कुशल उपकरणों पर सक्षम बनाता है। विशेष रूप से, फाइबर ऑप्टिक्स प्रौद्योगिकी निम्नलिखित लाभ की वजह से क्लासिक लेजर उपकरणों की जगह है:

• गर्मी हटाने की दक्षता।
• उत्पादन विकिरण की वृद्धि दर।
• दक्षता पम्पिंग।
• उच्च विश्वसनीयता और लेजर की स्थिरता।
• कम वजन उपकरण।

बदले में, प्रकार के आधार पर एम्पलीफायरों घर नेटवर्किंग लाइनों में इस्तेमाल किया जा सकता है, प्रदर्शन के स्तर को बढ़ाने मुख्य फाइबर लाइन। हालांकि, फाइबर के संचालन के दायरे में अधिक विस्तार से विचार के लायक है।

क्यों फाइबर ऑप्टिक्स का उपयोग करें?

कई दिशाओं, जो फाइबर ऑप्टिक सामग्री का उपयोग करता है पहचाना जा सकता है। यह घरेलू अनुप्रयोगों, दूरसंचार उपकरण, और कंप्यूटर उपकरणों, साथ ही अति विशिष्ट आलों, दवा की कुछ शाखाओं सहित के क्षेत्र है। विशेष फाइबर ऑप्टिक्स इन क्षेत्रों में से प्रत्येक के लिए किया जाता है। मानक टीवी प्रसारण मीडिया या इंटरनेट संकेत, उदाहरण के लिए, मध्यम गुणवत्ता के सीमित सस्ते प्लास्टिक मॉडल के रूप में प्रयोग करें। लेकिन लेजर उपकरण के लिए और महंगी चिकित्सा उपकरणों उच्च गुणवत्ता क्वार्ट्ज अतिरिक्त संशोधक के रूप में प्रदान की जाती फाइबर का उपयोग करें।

चिकित्सा के क्षेत्र में फाइबर ऑप्टिक्स के उपयोग

इस तरह के फाइबर चिकित्सा उपकरण में इस्तेमाल किया जा सकता है। मानक तकनीक अपवर्तित प्रकाश फाइबर है कि शरीर के अंग एक बाहरी टेलीविजन कैमरा के लिए एक संकेत संचारित कर सकते हैं में पहले से ही कर रहे हैं पर एक विशेष उपकरण को शुरू करने की संभावना भी शामिल है। फाइबर ऑप्टिक्स चिकित्सा के क्षेत्र में और एक प्रकाश सामग्री के रूप में प्रयोग किया जाता है। फाइबर मॉड्यूल के साथ सुसज्जित उपकरण आप दर्द पेट गुहा, nasopharynx, आदि उजागर करने के लिए करते हैं

कंप्यूटर उपकरणों में फाइबर ऑप्टिक्स के उपयोग

शायद यह सबसे आम आला, जो अपनी जगह फाइबर पाया गया है। इसके बिना आज अलग-अलग डिवाइस है कि सूचना प्रसारित बीच की कड़ी नहीं कर सकते। बेशक, यह उन क्षेत्रों में जहां यह असंभव या वायरलेस कनेक्शन है, जो कर रहे हैं भी सक्रिय रूप से इस तरह के रूप तारों की जगह उपयोग करने के लिए अनुचित है पर लागू होता है। उदाहरण के लिए, सबसे बड़ी दूरसंचार कंपनियों अंतरक्षेत्रीय रीढ़ नेटवर्क है, जो फाइबर ऑप्टिक्स का उपयोग करता फ़र्श रहे हैं। परिधीय उपकरण और पारंपरिक दूरसंचार सेवाओं के लिए इन चैनलों के उपयोग के उपयोगकर्ताओं नेटवर्क बुनियादी ढांचे के रखरखाव की वित्तीय लागत अनुकूलन करने के लिए, साथ ही साथ आंकड़ा संचरण की क्षमता बढ़ाने की अनुमति देता है।

फाइबर का नुकसान

दुर्भाग्य से, ऑप्टिक किस्में कमजोरियों बिना नहीं कर सकते। हालांकि इस तरह की पोस्टिंग की सामग्री सस्ता है, अक्सर अपडेट के लिए जरूरत की कमी का उल्लेख नहीं है, सामग्री की लागत धातु समकक्षों की तुलना में बहुत अधिक है। इसके अलावा, फाइबर ऑप्टिक्स और चिकित्सा में इसके उपयोग अत्यंत नेतृत्व और zirconium दोष, मनुष्य के लिए विषाक्त खतरा के कुछ मिश्र में सामग्री की वजह से सीमित है। मूल रूप से यह उच्चतम गुणवत्ता कांच मॉडल, नहीं plastkovyh से संबंधित है।

रूस में ऑप्टिकल फाइबर का उत्पादन

2015 में आयात प्रतिस्थापन कार्यक्रम के हिस्से के रूप में, कारखाने "फाइबर ऑप्टिक सिस्टम" मोर्दोविया में खोला गया था। यह रूस में केवल उद्यम है, जो इस समय जहां तक संभव ऑप्टिकल फाइबर में घरेलू उपभोक्ताओं की जरूरतों को पूरा करने की कोशिश कर में। 2015 तक रूसी उद्योग भी फाइबर ऑप्टिक सामग्री के निर्माण में लगी हुई है, लेकिन केवल कुछ लक्षित परियोजनाओं के भीतर। स्थिति की ही तरह आज भी जारी है। यदि एक निश्चित कंपनी आर्थिक रूप से उचित हो जाएगा फाइबर ऑप्टिक्स और चिकित्सा के क्षेत्र में और दूरसंचार सुविधाओं के क्षेत्र में इसके उपयोग की आवश्यकता होगी, तो कारखानों का एक बहुत व्यक्तिगत रूप से इस तरह के विशेष आदेश पर काम करने के लिए तैयार कर रहे हैं कर रहे हैं। हालांकि, फाइबर से एक ही केबल का बड़े पैमाने पर उत्पादन केवल मोर्दोविया संयंत्र निकट भविष्य में काम करेंगे। इसके अलावा, जब वह मांग की मात्रा के अनुसार बाजार आपूर्ति करने में सक्षम नहीं है। उत्पादन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा अभी भी संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान में खरीदा है। यहां तक कि घरेलू उत्पाद आयातित कच्चे माल पर निर्मित होते हैं।

निष्कर्ष

बाजार के एक खंड के रूप में गठन फाइबर ऑप्टिक उत्पादों को पहले से ही के बारे में 15-20 साल है। इन वर्षों में उपभोक्ता नए तारों की गरिमा की सराहना करने में सक्षम था, लेकिन प्रगति अभी भी खड़े नहीं करता है। तकनीकी और शारीरिक गुणों में वृद्धि और सामग्री के आवेदन का विस्तार के साथ। नवीनतम ऑप्टिकल नैनो के आधार पर फाइबर, विशेष रूप से, सक्रिय रूप से तेल और गैस उद्योग और रक्षा उद्योग में इस्तेमाल किया। बदले में, nonlinear फाइबर ऑप्टिक्स, जबकि केवल वैचारिक विकसित करता है, लेकिन तकनीक की बहुत आशाजनक क्षेत्रों। उनमें से लेजर दालों, ऑप्टिकल solitons, अल्ट्रा लघु ऑप्टिकल विकिरण, आदि के संपीड़न हैं यह स्पष्ट है कि उद्घाटन की संभावना के साथ और एक सख्ती से वैज्ञानिक ज्ञान के भीतर सैद्धांतिक अध्ययन, नए घटनाक्रम के अलावा और बाजार विभिन्न स्तरों के ग्राहकों के लिए नए प्रस्तावों बनाने के लिए अनुमति देते हैं।