8 (800) 333-23-79

(звонок по России бесплатный)


+7 (499) 707-14-11 +7 (921) 947-76-22   График, время работы организации ПН-ПТ | 9:00-19:00
Почтовый ящик компании info@c-a-v.ru Связаться с нами по Skype Vladimir.gninenko  
ВЫГОДНО!
Производим бандажную ленту, скрепу, бугель
НОВИНКА!
Осуществляем поставки огнестойкого оптического кабеля
Среда, 17 декабря 2014 02:36

Оптоволокно: понятие, виды, назначение

Оцените материал
(0 голосов)
Оптоволокно: понятие, виды, назначение. Новости ВОЛС Оптоволокно: понятие, виды, назначение

Под термином волоконная оптика подразумевают учение о процессах распространения света в оптоволокне и изменении его свойств при этом, либо готовую продукцию, имеющую в своём составе оптоволокно.

В свою очередь, оптоволокном называют тончайшую гибкую жилу из кварцевого стекла или особого вида пластика, внутри которой протекает свет, отражаясь от стенок жилы. Провода на основе оптического волокна позволяют передавать цифровые данные на длительные расстояния с очень высокой скоростью.

 

Происхождение оптического волокна

Применение звука и света в качестве сигналов для подачи информации началось ещё с древних времён, когда люди стучали в гонг и поджигали костры, предупреждая друг друга об опасности. Те времена канули в лету, но идея о звуковых и световых носителях информации не утратила актуальность и со временем усовершенствовалась в различных устройствах. Одним из них был оптический телеграф, изобретённый Робертом Гуком. Он представлял собой аппарат, информация с которого подавалась в виде специальных сигналов. На дальнем расстоянии их можно было рассмотреть при помощи подзорной трубы. Устройство Гука получило популярность и использовалось довольно продолжительное время.

Впоследствии француз Клод Шапп спроектировал и разработал сигнальный аппарат с цифровым кодом, значения которого расшифровывались при помощи специального словаря. Точность и быстрота передаваемых данных способствовала успеху этого изобретения и вскоре цепь телеграфов Шаппа была сооружена не только во Франции, но и в других странах.

В течение последующего столетия другими изобретателями вносились свои корректировки в уже существующие сигнальные устройства, а в начале 1960-го года советские учёные совершили абсолютный прорыв в физике: был изобретён лазер. На основе новой разработки были построены оптоволоконные линии передачи информации, имеющие ряд значительных преимуществ перед кабельной продукцией из меди: большую пропускную способность, устойчивость к электромагнитным помехам, меньший вес и более длительный срок эксплуатации.

Материалы для оптоволокна

При изготовлении оптоволокна применяется кварцевое стекло или полимерные материалы. Кварцевое оптическое волокно основано на плавленом кварце – ценном породообразующем минерале. Благодаря его свойствам оптоволокно на основе кварцевого стекла имеет множество положительных характеристик, таких как:

  • хорошую оптическую прозрачность, что позволяет при передаче информации задействовать волны различного диапазона
  • низкий показатель затухания. Благодаря этому свойству данные могут передаваться на дальние расстояния, что расширяет сферу использования кварцевого оптоволокна
  • стойкость к длительному воздействию высоких температур.

Полимерное оптическое волокно обладает большой гибкостью, поэтому световоды, изготовленные с их применением могут иметь достаточно большой диаметр (от 1000 микрометров), что обеспечивает хорошую проводимость излучения по нему. Вместе с тем из-за высоких значений затухания полимерное оптоволокно не может использоваться в инфракрасных зонах, где его светопропускная способность значительно снижается.

Структура изделий

Кварцевое оптоволокно как и полимерное имеют одинаковое строение, в которое входят такие элементы, каждый из которых имеет свой показатель преломления:

Структура оптического волокна

  1. Сердечник обеспечивает движение светового излучения по волокну. От величины диаметра сердечника зависит степень попадания в него пучков световых лучей. Следовательно, чем больше диаметр, тем шире доступная площадь для подачи излучения. В оптическом волокне значение преломления (n) сердечника составляет приблизительно 1,48.
  2. Внутренняя оболочка имеет меньшее значение преломления, чем у сердечника, что обеспечивает внутреннее отражение, благодаря которому световые лучи движутся вдоль волокна. При полном внутреннем отражении, световой луч, попадающий в сердечник, будет передвигаться по нему с максимальной мощностью.
  3. Внешняя обшивка является буферным многослойным покрытием, служащим для защиты внутренних элементов оптического волокна от внешних негативных факторов. Минимальная толщина обшивки составляет 250 микрон.

Разновидности оптического волокна

На сегодняшний день различают такие типы оптического волокна, как одномодовое и многомодовое, различающиеся друг от друга диаметром сердечника.

В одномодовом волокне диаметр сердечника составляет около 8 мкм. Из-за небольшого диаметра сердечника передвигаться по нему может исключительно один луч света поэтому возникновение межмодовой дисперсии сводится к нулю. Этот фактор делает возможным передачу данных на многокилометровые расстояния с высокой скоростью.

Типы оптического волокна: одномодовое и многомодовое

Оптоволокно, имеющие большой диаметр сердечника (62,5 мкм), по которому распространяется световое излучение, называют многомодовым. Этот тип оптического волокна позволяет вводить многочисленные световые лучи под различными углами и способствует их одновременному передвижению. Однако из-за большого размера сердечника увеличивается светоотражение от внешней обшивки, которое влечёт за собой рассеивание, при этом пропускная способность уменьшается.

В свою очередь многомодовые оптоволокна разделяют на:

  • Градиентные
    В них плотность сердечника местами меняется, что вызывает межмодовую дисперсию: при переходе в разные плотности сердечника развивается большая скорость световых лучей и поэтому они достигают расстояние до конечной точки провода за меньший временной интервал.
  • Ступенчатые
    Здесь плотность сердечника равномерна на протяжении всей длины оптоволокна, поэтому вероятность возникновения межмодовой дисперсии выше, чем в градиентном волокне

Область применения

Благодаря своим универсальным свойствам оптическое волокно широко применяется в медицине, технических и научных сферах, в создании оптической связи и оптоволоконных датчиков с высокой точностью показаний.

Прочитано 3494 раз Последнее изменение Среда, 17 декабря 2014 04:10

Каталог товаров