Ответим на вопросы (звонок бесплатный)
8 800 775-58-55

Основы оптоволоконной технологии

Основная черта новой эры информации – бурное развитие коммуникативных средств. Коммуникация – одна из составляющих частей информационной инфраструктуры. С каждым днем необходимость в существовании надежного канала связи непрерывно возрастает. Целевое использование его может быть различным: от сферы создание глобальных сетей до промышленной автоматизации. Помимо развития средств коммуникации возникает потребность создавать альтернативные технологии для обмена данными на смену уже переживших свое кабелям.

Таковой альтернативой является оптоволоконная линия связи. Она дает возможность намного быстрее передавать информацию. Помимо этого новая сеть устойчива к электромагнитным импульсам и излучению, а также обладает доступными ценовыми показателями, что позволяет применять ее практически во всех сферах, где это необходимо. При этом информационный канал имеет излучатель оптических волн, среду для передачи информации и приемник.

Существенным толчком для развития оптоволокна и линий связи чего использованием послужило решение набора проблем технологического происхождения, которые связаны с получением качественного материала – волокна. Необходимая его характеристика – это низкий коэффициент затухания. Не малую роль также сыграли бес проводниковые лазеры. Развитие и использование оптического волокна было бы невозможным без большого шага вперед цифровых методов для передачи данных.

Особенно хочется привлечь внимание к тому, что оптоволокно является наилучшим и идеальным решением в области технологий при организации связных каналов в системах организации производств, на которых взрыво безопасность стоит на первом месте.

Общеизвестный факт, что оптоволокно широко применяют в построении сетей и гражданского транспорта, и в военной технике. К гражданскому транспорту относят, например, сеть на базе трансферов, коммуникаторов и концентраторов фирмы. Посредством использования нового материала существенно снижается вес всего сетевого оборудования кораблей и самолетов, а также гарантируется высокая устойчивость каналов информации с существенным импульсам электромагнитных волн, в том числе спровоцированных ядерным взрывом. Помимо эт ого оптоволокно является одним из компонентов датчиков.

Устройство оптического волокна

В основе структуры оптического волокна лежат два концентрических слоя. Первый слой – сердечник (ядра), а второй – оптическая оболочка. Каждый из слоев обладает собственным показателем преломления света. Ядро и оптическая оболочка изготавливаются из одного вида материала (например, кварцевое стекло). В таком случае путем использования специфических примесей и добавок достигается изменение угла и показателей преломления. Добавки вводятся в кварцевый расплав. Этот процесс известен людям также под названием легирование. Легирующими веществами могут быть: бор (B2O3), германий (GeO2), неодим (Nd). фтор (F), фосфор (P2O5), и эрбий (Er). Из них фтор и оксид бора способны уменьшать уровень преломления, в то время как германий и оксид фтора значительно увеличивают показатели.

В целях предохранения материала от воздействий окружающей среды вокруг оболочки оптического волокна наноситься несколько разной толщины слоев полимера, называемого акрилат. Это покрытие позволяет защитить оптические свойства волокон.

Стеклянным также может быть и ядро оптического волокна ,а вот его оболочка обязательно пластиковая - PCS-оптоволокно. Существуют также пластиковые оптовые волокна, и ядро и оболочка которых состоят из пластика.

У сердечника показатель преломления должен быть больше, нежели соответственный показатель оптической оболочки. Численно эта разница составляет величину, равную примерно 1%. Указывая значения этих величин для каждого конкретного оптоволокна, обязательно используется запись определенной формы, в которой после численной характеристики диаметра сердечника указывается через « / » диаметр оптической оболочки.

Во время вывода света в середину под углом, параметр которого больше нежели критически допустимая норма, свет, поддается полному отражению, и двигается вдоль волокна зигзагообразно. Лучи, которые двигаясь пересекают ось световода в оптоволокне имеют название меридиональные.

Стоит заметить, что та часть лучей, которая имеет название косые лучи, всегда приобретает спиралеобразную траекторию, никогда не пересекая ось оптоволокна. После проведения анализа оптического волокна, а точнее процессов в нем, лучи со спиралеобразной траекторией не учитываются. Материалы, используемые для изготовления волокна, размеры и состав компонентов в полной мере определяют физические особенности и параметры оптоволокна. Основными параметрами оптоволокна называют профиль показателя преломления, а также потери оптической мощности, а также общее количество мод.

Профиль показателя преломления

Распределение всех полученных значений показателя преломления вдоль поперечного сечения диаметра оптоволокна имеет название профиль показателя преломления. Специалисты различают несколько видов волокон в зависимости от их профиля. Первый вид – оптические волокна со ступенчатым профилем. Их характерная черта заключается в том, что оптическая оболочка и сердечник имеют разный, но однородный показатель преломления. Второй вид – с градиентным профилем. В таких оптических волокнах показатель преломления от центра до краев постепенно уменьшается.

Градиентные волокна характеризуются также отсутствием резкого изменения показателя на границе оптической оболочки и ядра, что характеризует ступенчатый профиль. С большой частотой встречаются световоды, профиль показателя преломления которых близок к форме обыкновенной параболы параболы. Называются такие световоды параболическими. С целью оптимизации работы на определенной, необходимой в данном случае, длине волны используется по мере надобности и более сложный структурный профиль.