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Fibre ottiche e la sua applicazione

Fibre ottiche mostrano un esempio di come la conoscenza scientifica viene trasferito al progresso tecnologico che infine semplificare la vita per l'uomo comune. Con fibre ottiche per diversi anni di comunicazione associato mezzi per trasmettere segnali elettrici. dimensione filato sottile di un capello umano può essere utilizzato per la trasmissione di una vasta gamma di segnali che sono necessari per il funzionamento del telefono, collegamento internet, TV e così via. D. Naturalmente, a causa delle capacità operative elevate di fibre ottiche è stato applicato non solo alle esigenze della famiglia.


segnalare attraverso una tecnologia di trasmissione in fibra ottica

Di per sé, l'uso della fibra ottica come traduttore segnali – solo la diffusione delle conoscenze, che prende in esame la sezione scientifica della fibra ottica. Specialisti in questa direzione stanno studiando la trasmissione delle informazioni e propagazione della luce, e nello stesso contesto, le guide di luce combinati. Questi ultimi vengono utilizzati, e come distributori di tutto il mondo e di come i trasmettitori di informazioni. Tra l'altro, sulla base di diodi emettitori di luce come le moderne tendenze di sviluppo della tecnologia laser. In questo caso, tuttavia, un altro interessante domanda – quale fenomeno si trova al centro della fibra ottica? Questo fenomeno di riflessione interna (totale) radiazioni elettromagnetiche nei confini dielettrici aventi differenti indici di rifrazione. In cui il supporto di informazione non serve segnale elettromagnetico, ed un flusso luminoso codificato. Per comprendere il grado di superiorità di cavi in fibra ottica al metallo tradizionale debba tornare alla loro capacità. Già citato filati di fibre il cui spessore è superiore a 0,5 mm, è in grado di erogare la quantità di informazioni che servirà fili di rame convenzionale con uno spessore di soli 50 mm.

Metodi di fibra ottica di fabbricazione

Ci sono due metodi principali, che possono essere prodotti in una fibra ottica. Questa è la tecnica di estrusione e fusione utilizzando preforme. La prima tecnologia permette materiale plastico a base di bassa qualità, così oggi non è praticamente utilizzato. Il secondo metodo è considerato il principale e più efficiente. La preforma – è vuoto, situato nella struttura per il disegno filati. Per gli standard moderni, la preforma può avere un'altezza di fino a diverse decine di metri. Esternamente, la bacchetta di vetro con un diametro di circa 10 cm, da cui la fibra nucleo fuso. Nel processo di fabbricazione asta insieme con una miscela di fibre viene riscaldata ad una temperatura elevata, dopo di che un filatura filamenti. La lunghezza del materiale risultante può raggiungere diversi chilometri, anche se in questo caso il diametro rimane costante – le regolazioni di controllo computerizzato. A seconda di dove le fibre ottiche, materiali per esso può essere rivestimenti che forniscono protezione fisica e chimica da applicare pre-elaborati. Per quanto riguarda le miscele per filati nella loro composizione comprende solitamente materiali come poliimmide, acrilato, e silicone.

caratteristiche strutturali della fibra ottica

La parte centrale del filo è il cuore – il nucleo della fibra, che diffondere la luce nel corso dell'operazione. Il nucleo è caratterizzato da alte indici di rifrazione di luce che si ottiene utilizzando vetro drogato con modifica additivi speciali. Ad esempio, per le fibre di silice utilizzando componenti tipici come drogante di rifrazione. A sua volta, la shell esegue varie attività, la più importante delle quali è la protezione fisica immediata del nucleo. Questa parte fornisce anche un effetto di rifrazione, ma con una frequenza minima. Il confine tra i due materiali forma una struttura di guida di luce che non permette il volume del fascio principale si estende oltre il nucleo. Inoltre degno di nota è che le basi di fibre ottiche si riferisce alle varietà di fibre di materiale. Per essere precisi, parliamo le guide dielettriche che trasmettono segnali luminosi.

Varietà di fibre ottiche

Il quarzo più comune, plastica e fibra flyuoridnye. filati quarzo basata sulla massa fusa con ossido o struttura simile materiale compreso l'ossido di silicio drogato. Questo quadro permette di produrre flessibili e fibre lunghe, caratterizzato ed in cui l'elevata resistenza meccanica. Plastica fibre ottiche costituite da polimeri e, come già accennato, non possono garantire figure alte prestazioni. In particolare, tali fili hanno una grande percentuale di perdita di dati, che limita il loro utilizzo nelle zone esigenti. D'altro canto, la fibra plastica convenienza mantiene la domanda di questo materiale in direzioni orientate segmento consumer. Da per materiali ottici flyuoridnyh, loro fondazione si basa su vetri fluorozirconati e fluoroalluminato. Si tratta di soluzioni molto moderne e tecnologicamente avanzate per la comunicazione ottica, ma il contenuto di metalli pesanti nella struttura impedisce anche il loro uso, ad esempio, nel settore sanitario.

Apparecchi di misurazione di fibre

L'apparecchiatura più comune utilizzato in gruppi di fibra ottica e sensori sono reticoli di Bragg. Fibra sensori ottici – un dispositivo destinato per fissare alcuni valori che caratterizzano lo stato del materiale al momento. Ad esempio, vari sensori possono determinare la deformazione, temperatura, vibrazioni, pressione e altre variabili. Bragg sulla sua funzione è più vicino alle caratteristiche ottiche. Cattura nel nucleo della fibra rifrazione disturbo aperiodico. Questa misura permette di determinare come le fibre ottiche sono efficaci nel segnale di trasmissione in determinate circostanze. Inoltre, gli specialisti utilizzano un OTDR, figure registrazione dissipazione e resistenza.

amplificatori in fibra ottica e laser

Questo è i prodotti più avanzati, che si sviluppano basato sulla tecnologia della fibra ottica. A differenza di altri tipi di laser, l'uso di filamenti ottici consente compatto e gli elettrodomestici efficienti stesso tempo. In particolare, la tecnologia fibra ottica ha sostituito i dispositivi laser classici a causa dei seguenti vantaggi:

  • L'efficienza di rimozione del calore.
  • Aumento del tasso di radiazione in uscita.
  • Pompaggio efficienza.
  • Elevata affidabilità e stabilità del laser.
  • Dispositivi a bassa peso.

A loro volta, gli amplificatori a seconda del tipo possono essere utilizzate in linee rete domestica, aumentando il livello di prestazioni della linea a fibra principale. Tuttavia, l'ambito di funzionamento della fibra è opportuno prendere in considerazione in modo più dettagliato.

Perché usare la fibra ottica?

più direzioni, che utilizza materiali in fibra ottica possono essere identificati. Questa è la sfera delle applicazioni domestiche, apparecchiature per le telecomunicazioni e apparecchiature informatiche, così come nicchie altamente specializzate, tra cui alcune branche della medicina. speciale fibra ottica è fatto per ciascuno di questi segmenti. Utilizzare come supporto di standard di trasmissione TV o del segnale Internet, per esempio, limitati modelli di plastica a buon mercato di qualità media. Ma per apparecchiature laser e costosi dispositivi medici utilizzano fibra di quarzo di alta qualità fornito come modificatori aggiuntivi.

L'uso della fibra ottica in medicina

Tali fibre possono essere utilizzati in apparecchiature e strumenti medicali. La tecnica standard prevede la possibilità di introdurre un apparecchio speciale sulle fibre luce rifratta che sono già nella organo del corpo può trasmettere un segnale ad una telecamera esterna. Fibre ottiche viene utilizzato in medicina e come materiale di illuminazione. Apparato dotato di moduli per fibre puoi indolore di evidenziare la cavità dello stomaco, nasofaringe, etc.

L'uso delle fibre ottiche nel materiale informatico

Forse questa è la nicchia più comune, che ha trovato la sua fibra posto. Senza di essa oggi non può fare il collegamento tra singoli dispositivi che trasmettono le informazioni. Naturalmente, questo vale per quelle zone dove è impossibile o inappropriato utilizzare connessioni wireless, anch'essi sostituiscono attivamente cavi come tale. Per esempio, le grandi società di telecomunicazioni stanno spianando la rete backbone interregionale, che utilizza fibre ottiche. L'uso di questi canali per le periferiche e servizi di telecomunicazioni tradizionali permette agli utenti di ottimizzare i costi finanziari di manutenzione dell'infrastruttura di rete, così come aumentare l'efficienza della trasmissione dei dati.

svantaggi di fibra

Purtroppo, ottica fili non possono fare a meno di debolezza. Anche se il contenuto di tali messaggi è più conveniente, per non parlare della mancanza di necessità di frequenti aggiornamenti, il costo del materiale è molto più elevato rispetto alle controparti di metallo. Inoltre, la fibra ottica e il suo uso in medicina è estremamente limitato a causa del contenuto in alcune leghe di piombo e zirconio impurità, pericolo tossico per l'uomo. In sostanza si tratta più alti modelli di vetro di qualità, non plastkovyh.

La produzione di fibra ottica in Russia

Come parte del programma di sostituzione delle importazioni nel 2015, la fabbrica "sistemi di fibra ottica" è stato aperto in Mordovia. E 'l'unica impresa in Russia, che al momento per quanto possibile, cercando di soddisfare le esigenze dei consumatori domestici nella fibra ottica. Nel 2015, l'industria russa è anche impegnata nella produzione di materiali in fibra ottica, ma solo entro certi progetti mirati. Lo stesso tipo di situazione continua ancora oggi. Se una certa società richiederà fibre ottiche e il suo uso in medicina e nel settore degli impianti di telecomunicazione sarà finanziariamente giustificato, poi ci sono un sacco di fabbriche sono pronti a lavorare su tali ordini speciali singolarmente. Tuttavia, la produzione di massa del cavo stesso dalla fibra unico impianto Mordovia lavorerà nel prossimo futuro. Inoltre, mentre non è in grado di fornire mercato in conformità con il volume della domanda. Una quota significativa della produzione è ancora acquistato negli Stati Uniti e in Giappone. Anche i prodotti nazionali sono realizzate con materie prime importate.

conclusione

prodotti in fibra ottica formata come un segmento del mercato è già di circa 15-20 anni. Nel corso degli anni il consumatore è in grado di apprezzare la dignità di nuovi cavi, ma il progresso non si ferma. Con l'aumento qualità tecniche e fisiche ed espandere l'applicazione del materiale. L'ultima fibra ottica basata su nanotecnologie, in particolare, attivamente utilizzato nell'industria petrolifera e del gas e della difesa. A sua volta, non lineari della fibra ottica sviluppa mentre solo concettuale, ma molto promettenti della tecnologia. Tra questi sono la compressione di impulsi laser, solitoni ottici, radiazione ottica ultra-short, etc. E 'ovvio che, oltre a studi teorici con la possibilità di aprire e all'interno di una conoscenza strettamente scientifico, nuovi sviluppi e consentire al mercato di fare nuove offerte per i clienti di diversi livelli.