საათზე ოპტიკური ბოჭკოები არის მოქნილი ძაფები გამჭვირვალე მასალებისგან, როგორიცაა შუშა ან პლასტმასის ბოჭკოები და რომლებიც გამოიყენება გამრავლების საშუალებით მსუბუქი. ზოგადად, ოპტიკური ბოჭკოები ძალიან თხელია, მხოლოდ რამდენიმე მიკრომეტრისისქის (10-6 მ), მაგრამ შეიძლება იყოს რამდენიმე კილომეტრის სიგრძე. ოპტიკური ბოჭკოების რამდენიმე პროგრამაა, მონაცემთა გადაცემა ერთ – ერთი ყველაზე გავრცელებულია.
ბოჭკოვანი ფიზიკა
ოპტიკური ბოჭკოები შედგება ბირთვის, გარსისა და დამცავი საფარისგან.
ოპტიკური ბოჭკოები წარმოიქმნება მაღალი გამჭვირვალე ბირთვით. რეფრაქციის ინდექსი დაფარულია გამჭვირვალე პლასტმასის ფენებით, რომელთა რეფრაქციული ინდექსები უფრო დაბალია, ვიდრე ბირთვის. ფიზიკური მოვლენა, რომელიც ოპტიკური ბოჭკოების გამოყენებას იძლევა ანარეკლიშინაგანისულ სინათლისგან.
ნუ გაჩერდები ახლა... რეკლამის შემდეგ მეტია;)
თქვენი მთლიანი შინაგანი ანარეკლი, სინათლე გამოიყოფა ბოჭკოვან ბირთვში ა სიხშირის მინიმალური კუთხე, მოუწოდა ლიმიტის კუთხე (ასევე კრიტიკულ კუთხეს უწოდებენ), იზომება ბირთვსა და მის გარსაცმას შორის ინტერფეისთან დაკავშირებით. ასეთი კუთხე საშუალებას აძლევს სინათლეს ზედიზედ განიცადოს შიდა ანარეკლი ოპტიკური ბოჭკოს შიგნით, იქიდან რომ არ გაიქცეს.
ამ გზით, შუქის გავრცელება შესაძლებელია დიდ მანძილებზე, მინიმალური დანაკარგებით ინტენსივობა, გარდა იმ ფორმატის მონიტორინგისა, რომელშიც ბოჭკოვანი კაბელებია განლაგებული.
მარტივად რომ ვთქვათ, ბოჭკოვანი კაბელი სარკისებული გვირაბის მსგავსად მუშაობს, რომელიც ასახავს სინათლეს.
ოპტიკურ ბოჭკოებს ასევე შეუძლიათ ერთზე მეტი ფერის გამრავლება, ან ტალღის სიგრძე, შიგნით. ეს პროცესი, ე.წ. მულტიპლექსირება, საშუალებას იძლევა მეტი ინფორმაციის გადაცემა ერთდროულად ერთი ოპტიკური ბოჭკოთი, მაგალითად ინტერნეტი, ტელეფონი და სხვა ტელევიზია, რაც არ შეიძლება გაკეთდეს ჩვეულებრივი კაბელებით, მაგალითად, სპილენძისგან დამზადებული, რომელიც ფართოდ გამოიყენება გადასაცემად კამათელი.
როდესაც ოპტიკური ბოჭკოს შიგნით ტალღის სხვადასხვა სიგრძე გამოიყოფა, ფერები ერთმანეთში ურევს, ასე წარმოიქმნება a სხივითეთრი, იმის გამო სინთეზიდანამატი ფერების. ამრიგად, ამ ტიპის ოპტიკური კაბელის ტერმინალებზე გამოიყენება ერთგვარი პრიზმა, რომელსაც შეუძლია შუქის გაფანტვა, სხვადასხვა ფერის გამოყოფა და სპექტრი დისკრეტული, თითოეული ტალღის სიგრძის მახასიათებელი.
შეხედეასევე:რა არის რეფრაქცია?
რისთვის არის
ენდოსკოპი გამოიყენება ყელის შიგნით სურათების გადასაღებად.
გაეცანით ოპტიკური ბოჭკოების ზოგიერთ ძირითად გამოყენებას:
ნაკადიწელსკამათელი: ოპტიკური ბოჭკოების გამოყენება შესაძლებელია ინტერნეტის, ტელეფონის, ტელევიზიის, ქსელების, რადიოს და ა.შ. მონაცემების გადასაცემად.
მოპოვებაწელსსურათები: ოპტიკური ბოჭკოების გამოყენება შესაძლებელია ძნელად მისადგომი ადგილებიდან სურათების მისაღებად, ვინაიდან მათი ინტერიერიდან სინათლე შეიძლება აისახოს დიდ მანძილზე.
სენსორები: ოპტიკური ბოჭკოების საშუალებით შესაძლებელია მრავალფეროვანი სენსორების აგება მგრძნობიარე ტემპერატურის ვარიაციები, მცირე დეფორმაციები მყარ ნივთიერებებში, სინათლის სიხშირეები, პოლარიზაცია მსუბუქი და ა.შ.
Დადებითი და უარყოფითი მხარეები
სინათლეს შეუძლია ოპტიკური ბოჭკოების შიგნით გავრცელება მისი ბირთვის ოპტიკური თვისებების წყალობით.
→ უპირატესობები
სიჩქარეწელსნაკადი: მსოფლიოში გამოყენებული ბოჭკოვანი კაბელების უმეტესობას შეუძლია 40 გბიტ / წმ გადასცეს (გიგაბიტი წამში - 109 ბიტი / წმ), თუმცა ამჟამად არსებობს ტექნოლოგიები, რომლებსაც შეუძლიათ გადაადგილება 1 პიბიტ / წმ-მდე (Petabit წამში - 1015 ბიტი / წმ).
ელექტრომაგნიტური ჩარევის წინააღმდეგობა: ბოჭკოვანი კაბელები მზადდება დიელექტრიკული მასალებისგან და ამ მასალების შიგნით სინათლის გამრავლებას ხელს არ უშლის გარე ელექტრომაგნიტური ტალღები.
დაბალიშემსუბუქებაწელსსიგნალი: გამტარ კაბელებისგან განსხვავებით, ოპტიკური ბოჭკოები ინფორმაციის გადაცემას შეუძლიათ მცირე დანაკარგები: დაახლოებით 0,2 დბ / კმ (0,2 დეციბელი - ენერგიის ინტენსივობის ერთეული ტალღა).
ღირებულება: ბოჭკოვანი კაბელები უფრო იაფია, ვიდრე სპილენძის გამტარი კაბელები.
ცხოვრებასასარგებლო: ამ ტიპის კაბელებს მუშაობის ხანგრძლივობა აქვს, დადგენილია უწყვეტი გამოყენების 100 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში.
სივრცე: მონაცემთა გადაცემის სიჩქარის გამო, ბოჭკოვანი კაბელები გაცილებით მცირე ადგილს იკავებს, ვიდრე ჩვეულებრივი კაბელები.
→ უარყოფითი მხარეები
განცხადება: ბოჭკოვანი კაბელები ან მიწისქვეშაა, ან ყოველთვის უკავშირდება მიწას.
სისუსტეოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელები მგრძნობიარეა და უფრო ადვილად იშლება, ვიდრე სპილენძის კაბელები, და ისინი არც ისე მეტაბოლირებულია, როგორც მეტალის კაბელები.
მანძილი: მიუხედავად იმისა, რომ ისინი მცირე შუქს ითვისებენ, ბოჭკოვანი კაბელები, რომლებიც დიდ მანძილებს ფარავს, მაგ ეს წყალქვეშა ნავებია, მათ სჭირდებათ მრავალი სიგნალის გამეორება ინტენსივობის დანაკარგების გასაძლიერებლად მსუბუქი.
ბოჭკოვანი სიჩქარე
დღეს გამოყენებული ბოჭკოვანი კაბელების უმეტესობას შორის გადაცემის შესაძლებლობებია 10 და 40 გბიტ / წმ. ამასთან, არსებობს მთელი რიგი პროგრამები, სადაც გადაცემის მაღალი ტარიფებია საჭირო, ამიტომ ზოგიერთ სატრანსფერო კომპანიას ტელეკომუნიკაციებმა უკვე განავითარეს კაბელები 7000 კმ-ზე მეტი სიგრძით, რომელსაც შეუძლია გადასცეს 15.5 ტბიტ / წმ-მდე (Terabits / s - 1015 ბიტი / წმ). ამ ტიპის ბოჭკოვან კაბელებს, სავარაუდოდ, შეუძლიათ 3 000 000 ერთდროული სატელეფონო ზარის ან 90 000 მდე სატელევიზიო არხის მხარდაჭერა.
ოპტიკური ბოჭკოების გამოყენება შესაძლებელია ინტერნეტის გადასაცემად.
როგორ მზადდება ბოჭკოვანი ოპტიკა?
ოპტიკური ბოჭკოების მშენებლობის ყველაზე გავრცელებული მასალაა სილიციუმი, პოპულარული სახელი ოქსიდიწელსსილიციუმი (SiO2). ამასთან, სასურველი გამოყენებიდან გამომდინარე, მის მშენებლობაში შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვა მასალები, მაგალითად, ფტორიდან მიღებული სათვალეები და ქალკოგენების ოჯახის ზოგიერთი ელემენტი, მაგალითად გოგირდი.
ჩემ მიერ. რაფაელ ჰელერბროკი
გსურთ მიუთითოთ ეს ტექსტი სასკოლო ან აკადემიურ ნაშრომში? შეხედე:
ჰელერბროკი, რაფაელ. "ოპტიკური ბოჭკო"; ბრაზილიის სკოლა. Ხელმისაწვდომია: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fibra-optica.htm. წვდომა 2021 წლის 27 ივნისს.
