نوری 02 1
فیبر نوری چیست؟ معرفی انواع فیبر نوری و کاربرد های آن، بخش دوم

 

 

فیبر نوری چیست؟ معرفی انواع فیبر نوری و کاربرد های آن، بخش دوم

 

 

کاربرد فیبر نوری

 

الف) کاربرد در حسگرها

استفاده از حسگرهای فیبر نوری برای اندازه گیری کمیت های فیزیکی مانند جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی، فشار، حرارت، جابجایی، آلودگی آب های دریا ،سطح مایعات، تشعشات پرتوهای گاما و ایکس در سال های اخیر شروع شده است. در این نوع حس گرها، از فیبر نوری به عنوان عنصر اصلی حسگر بهره گیری می شود بدین ترتیب که خصوصیات فیبر تحت میدان کمیت مورد اندازه گیری تغییر یافته و با اندازه شدت کمیت تاثیر پذیر می شود.

 

ب) کاربردهای نظامی :

 

فیبرنوری کاربردهای بی شماری در صنایع دفاع دارد که از آن جمله می توان برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار، کنترل و هدایت موشک ها، ارتباط زیر دریایی ها (هیدروفون) را نام برد.

 

ج) کاربردهای پزشکی

 

فیبرنوری در تشخیص بیماری ها و آزمایش های گوناگون در پزشکی کاربرد فراوان دارد که از آن جمله می توان دزیمتری غدد سرطانی، شناسایی نارسایی های داخلی بدن، جراحی لیزری و استفاده در دندانپزشکی و اندازه گیری مایعات و خون نام برد.

 

د) ارتباطات

 

گسترش ارتباطات و راحتی انتقال اطلاعات از طریق سیستم های انتقال و مخابرات فیبرنوری یکی از پر اهمیت ترین موارد مورد بحث در جهان امروز است. سرعت، دقت و تسهیل از مهم ترین ویژگی های مخابرات فیبر نوری می باشد. یکی از مهم ترین موارد استفاده از مخابرات فیبر نوری آسانی انتقال در فرستادن سیگنال های حامل اطلاعات دیجیتالی است که قابلیت تقسیم بندی در حوزه زمانی را دارا می باشد.

این به این معنی است که مخابرات دیجیتال تامین کننده پتانسیل کافی برای استفاده از امکانات مخابره اطلاعات در بسته های کوچک انتقال در حوزه زمانی است. برای مثال عملکرد مخابرات فیبر نوری با توانایی 20 مگاهرتز با داشتن پهنای باند 20 کیلو هرتز دارای گنجایش اطلاعاتی 1/.%  می باشد.

 

ه) شبکه های کامپیوتری

 

با رشد و توسعه شبکه های کامپیوتری LAN و WAN نیاز به انتقال دیتا با نرخ بیت بالا اجتناب ناپذیر است. فیبر های نوری راه حل ایده ال شبکه های پر سرعت است. یکی از پروتکل های استاندارد رایج در شبکه های کامپیوتری Fiber Distributed Data Interface (FDDI) است. این پروتکل قابل انتقال از طریق فیبر نوری نیز هست. امروزه به کمک تکنولوژی WDM (Wave Division Multiplexers)  می توان با استفاده از مالتی پلکسینگ چندین طول موج را بوسیله یک فیبر نوری انتقال داد.

فیبر نوری چیست؟ معرفی انواع فیبر نوری و کاربرد های آن، بخش دوم

بدین ترتیب به نرخ بیت های بالاتر در انتقال دیتا دست یافت و تعداد فیبرنوری را کاهش داد که این امر از نظر اقتصادی بسیار با صرفه است.

 

فیبر نوری چیست؟ معرفی انواع فیبر نوری و کاربرد های آن، بخش دوم

 

و) در تجهیزات صدا

 

اولین و معروف ترین رابط فیبرنوری در تجهیزات صدا توسط کمپانی توشیبا با نام Toslink  ارائه شد. این کمپانی با استفاده از یک مبدل سیگنال الکتریکی خروجی صدای دیجیتال با فرمت های SPDIF ، AES، AC-3، DTS، MADI  را به پالس های نوری تبدیل می کند. بدین ترتیب مشکلاتی هم چون تاثیر میدان های مزاحم الکتریکی و مغناطیسی و دیستورشن ناشی از مقاومت های اهمی، خازنی و سلفی در کابل های مسی از بین می رود.

پس از انتقال پالس های نوری از طریق فیبر نوری به دستگاه صوتی دریافت کننده، پالس های نوری تبدیل به سیگنال های دیجیتال با همان فرمت اولیه شده و به مدارات مربوطه وارد می شود. حداکثر بیت استریم در 24 بیت محدود به 192 کیلوهرتز است (به روش S-MUX). پهنای باند 3/1 مگابیت در ثانیه بوده که هم اکنون به 12/5 مگابیت در ثانیه هم رسیده است. حداکثر طول مجاز کابل نوری 100 متر می باشد.

برای انتقال سیگنال های صدای دیجیتال از طریق فیبر نوری لازم است آن ها را توسط تجهیزات ویژه ای که مودم نام دارند تبدیل به پرتوهای لیزر نمود.

فن آوری ساخت فیبر نوری

 

برای تولید فیبر نوری، ابتدا ساختار آن در یک میله شیشه ای موسوم به پیش سازه از جنس سیلیکا ایجاد می گردد و سپس در یک فرایند جداگانه این میله کشیده شده تبدیل به فیبر می گردد. از سال 1970 روش های متعددی برای ساخت انواع پیش سازه ها به کار رفته است که اغلب آن ها بر مبنای رسوب دهی لایه های شیشه ای در داخل یک لوله به عنوان پایه قرار دارند.

 

فیبر نوری چیست؟ معرفی انواع فیبر نوری و کاربرد های آن، بخش دوم

 

 

فیبر نوری چیست؟ معرفی انواع فیبر نوری و کاربرد های آن، بخش دوم

 

 

روش های ساخت پیش سازه

 

روش های فرایند فاز بخار برای ساخت پیش سازه فیبرنوری را می توان به سه دسته تقسیم کرد :

 

• رسوب دهی 1- داخلی 2- بیرونی 3- محوری در فاز بخار

 

مواد لازم در فرایند ساخت پیش سازه :

 

  • تتراکلرید سیلسکون : این ماه برای تامین لایه های شیشه ای در فرایند 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.

 • گازفلوئور : برای کاهش ضریب شکست شیشه در ناحیه غلاف استفاده می شود.

 • گاز هلیم : برای نفوذ حرارتی و حباب زدایی در حین واکنش شیمیایی در داخل لوله مورد استفاده قرار می گیرد.

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

 

مراحل ساخت :

 

مراحل صیقل حرارتی : بعد از نصب لوله با عبور گازهای کلرواکسیژن، در درجه حرارت بالاتر از 1800 درجه سلسیوس لوله صیقل داده می شود تا بخار آب موجود در جدار داخلی لوله از آن خارج شود.

مرحله اچینگ : در این مرحله با عبور گازهای کلر، اکسیژن و فرئون لایه سطحی جدار داخلی لوله پایه خورده می شود تا ناهمواری ها و ترک های سطحی برروی جدار داخلی لوله از بین بروند.

لایه نشانی ناحیه غلاف : در مرحله لایه نشانی غلاف، ماده تتراکلرید سیلسیوم و اکسی کلرید فسفریل به حالت بخار به همراه گازهای هلیم و فرئون وارد لوله شیشه ای می شوند و در حالتی که مشعل اکسی هیدروژن با سرعت تقریبی 120 تا 200 میلی متر در دقیقه در طول لوله حرکت کرده و دمایی بالاتر از 1900 درجه سیلسیوس ایجاد می کند.

واکنش های فوق به علت پدیده ترموفرسیس کمی جلوتر از ناحیه داغ پرتاب شده و بر روی جداره داخلی رسوب می کنند و با رسیدن مشعل به این ذرات رسوبی حرارت کافی به آن ها اعمال می شود به طوری که تمامی ذرات رسوبی شفاف می گردند و به جدار داخلی لوله چسبیده و یکنواخت می شوند. بدین ترتیب لایه های شیشه ای مطابق با طراحی با ترکیب در داخل لوله ایجاد گردیده و در نهایت ناحیه غلاف را تشکیل می دهند.

 

 

 

 

مقالات مرتبط :

 

فیبر نوری چیست؟ معرفی انواع فیبر نوری و کاربرد های آن، بخش اول