آپٹیکل ریشوں کی خصوصیات (حصہ 2)

آپٹیکل ریشوں کی ہندسی اور آپٹیکل خصوصیات

ہندسی خصوصیات

کی ہندسی خصوصیاتآپٹیکل ریشےتعمیراتی اور کم - نقصان کے رابطوں سے قریب سے متعلق ہیں۔ ان ہندسی خصوصیات میں بنیادی قطر ، کلیڈنگ کے طول و عرض ، فائبر کی توجہ ، اور غیر - سرکلریٹی شامل ہیں۔

(1) کور قطر: بنیادی قطر ملٹی موڈ آپٹیکل ریشوں کے لئے ایک ضرورت ہے۔ ITU - T ملٹی موڈ آپٹیکل ریشوں کے بنیادی قطر کی وضاحت کرتا ہے (50 ± 3) μm۔

(2) بیرونی قطر: آپٹیکل فائبر کے بیرونی قطر سے مراد ننگے فائبر کے قطر ہیں۔ اس سے قطع نظر کہ یہ ملٹی موڈ ہے یا سنگل - موڈ فائبر ، آئی ٹی یو - t مواصلات کے لئے استعمال ہونے والے آپٹیکل ریشوں کے بیرونی قطر کی وضاحت کرتا ہے (125 + 3) μm۔

(3) فائبر کی حراستی اور - of - سرکلریٹی: حراستی بنیادی مرکز اور کلیڈنگ سینٹر کے درمیان بنیادی قطر کے فاصلے کا تناسب ہے۔ - - سرکلریٹی میں کور اور کلیڈنگ کی - کا - شامل ہے ، اور مندرجہ ذیل فارمولے کے ذریعہ اس کا اظہار کیا جاسکتا ہے۔

فارمولا میں ، ڈی_{زیادہ سے زیادہ}اور ڈی_منٹکور کے زیادہ سے زیادہ اور کم سے کم قطر (کلڈنگ) ہیں۔ ڈی_COکور کا معیاری قطر (کلڈیڈنگ) ہے۔

ITU - t نے یہ واضح کیا ہے کہ: ملٹی موڈ فائبر کی حراستی غلطی 6 ٪ سے کم ہونی چاہئے۔ بنیادی نان - سرکلریٹی 6 ٪ سے کم ہونا چاہئے (بشمول سنگل - وضع) ؛ کلیڈنگ نان - سرکلریٹی 2 ٪ سے کم ہونی چاہئے۔ اور سنگل - موڈ فائبر کی حراستی غلطی 1μm ہونی چاہئے۔

آپٹیکل خصوصیات

آپٹیکل ریشوں کی آپٹیکل خصوصیات ایک اہم عنصر ہیں جو ان کی ٹرانسمیشن کی کارکردگی کا تعین کرتی ہیں۔

(1) اضطراری اشاریہ کی تقسیم: ملٹی موڈ ریشوں کی اضطراری انڈیکس تقسیم فائبر بینڈوتھ اور کنکشن کے نقصان کا تعین کرتی ہے۔ سنگل - موڈ ریشوں کی اضطراری انڈیکس تقسیم آپریٹنگ طول موج کے انتخاب کا تعین کرتی ہے۔ آپٹیکل ریشوں کے اضطراری اشاریہ کا عمومی فارمولا یہ ہے:

فارمولے میں ، فائبر کے محور سے فاصلہ ہے۔ n (0) فائبر کور کا اضطراب انگیز اشاریہ ہے جب r =0 ؛ جی ایک اضطراب انگیز انڈیکس ڈسٹری بیوشن انڈیکس ہے ، جس کی مختلف اقدار ہوتی ہیں جس کے نتیجے میں مختلف اضطراب انگیز انڈیکس تقسیم ہوتی ہے ، جیسا کہ شکل 2-2 میں دکھایا گیا ہے۔ فائبر کور رداس (μm) ہے ؛ اور relative نسبتا rectrat ریفریٹک انڈیکس فرق ہے۔

کور ریفریکیٹک انڈیکس: جب r <، n (r)=n (0) [1-2 △ (r/a)^g]^1/2
کلیڈنگ ریفریکیٹک انڈیکس: جب اس سے زیادہ یا اس کے برابر ، n=n (r)=n (0) [1-2 △]^1/2

(2) آپٹیکل فائبر کی عددی یپرچر (این اے) روشنی کے منبع کے جوڑے کی کارکردگی ، مائکروبیننگ میں فائبر میں کمی کی حساسیت ، اور بینڈوتھ سے قریب سے وابستہ ہے۔ ایک بڑا عددی یپرچر جوڑے کی سہولت فراہم کرتا ہے ، مائکروبینڈنگ حساسیت کو کم کرتا ہے ، اور اس کے نتیجے میں ایک تنگ بینڈوتھ ہوتا ہے۔ زیادہ سے زیادہ نظریاتی عددی یپرچر کی وضاحت اس طرح کی گئی ہے:

فارمولے میں ، N مرحلہ - انڈیکس فائبر (گریڈڈ - انڈیکس فائبر کے بنیادی مرکز کا اضطراری انڈیکس N (0)) کے یکساں کور کا اضطراب انگیز اشاریہ ہے۔ این جی یکساں کلڈنگ کا اضطراب انگیز اشاریہ ہے۔

()) موڈ فیلڈ قطر موڈ فیلڈ قطر کو بنیادی موڈ فیلڈ ای اے کے ٹرانسفر فنکشن کے ذریعہ بیان کیا جاسکتا ہے ، یعنی ، بنیادی موڈ فیلڈ ای اے اور ریڈیل آر کی منتقلی کی تقریب کے مابین تعلقات کے منحنی خطوط پر دو 1/é پوائنٹس کے درمیان چوڑائی موڈ فیلڈ قطر ہے۔

مولڈ فیلڈ قطر کا تخمینہ: 2s .=2 入/(πn√ △)

سنگل - موڈ فائبر میں ، وضع کا فیلڈ قطر کور قطر کے بجائے استعمال ہوتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ ایک ہی کور قطر والے ریشوں میں مختلف اضطراب انگیز انڈیکس تقسیم کے تحت مختلف موڈ فیلڈ تقسیم ہوں گے ، اور فائبر کی ٹرانسمیشن کارکردگی کا انحصار موڈ فیلڈ کی تقسیم پر ہوتا ہے۔

تعمیر کے ل if ، اگر فائبر کنکشن میں موڈ فیلڈ قطر سے مماثلت نہیں ہے تو ، ایک بڑی انحراف سے کنکشن کے نقصان میں اضافہ ہوگا۔ ITU - t موڈ فیلڈ قطر (9-10) ± 1 μm کی وضاحت کرتا ہے۔

(4) کٹ آف طول موج (سنگل - موڈ ٹرانسمیشن کی حالت) کٹ آف طول موج سنگل - وضع کی ترسیل کی ضمانت کے لئے سنگل - موڈ فائبر کی حالت ہے۔ اس طول موج سے پرے ، دوسرا - آرڈر ایل پی موڈ اب پروپیگنڈہ نہیں کرتا ہے۔ کٹ آف طول موج دوسرے پیرامیٹرز سے مختلف ہے جس میں یہ مستقل نہیں ہے بلکہ لمبائی کے ساتھ تبدیل ہوتا ہے۔ اس کے لئے آپٹیکل مواصلات کے نظام کی آپریٹنگ طول موج سے چھوٹا ہونے کے لئے سنگل - mode موڈ فائبر کی کٹ آف طول موج کی ضرورت ہے۔ فی الحال ، سنگل - موڈ فائبر کی کٹ آف طول موج 1.10 ~ 1.28µm ہے ، جو رشتہ دار اضطراری انڈیکس فرق δ اور کراس - سیکشنل شکل کے ذریعہ طے شدہ ہے۔

آپٹیکل ریشوں کے نان لائنر اثرات

آج کی گھنے طول موج ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (DWDM) اعلی - صلاحیت میں ، اعلی - ایربیئم - ڈوپڈ فائبر یمپلیفائرز کے ساتھ آپٹیکل فائبر مواصلات کے نظام ، آپٹیکل ریشے متعدد طول موج اور اعلی طاقت کو منتقل کرتے ہیں۔ یہ اعلی آپٹیکل طاقت سگنل اور فائبر کے مابین تعامل کی وجہ سے مختلف نائن لائنر اثرات کا سبب بن سکتی ہے۔ اگر یہ نان لائنر اثرات مناسب طریقے سے دبے نہیں ہیں تو ، وہ سسٹم کی کارکردگی کو شدید اثر انداز کرسکتے ہیں اور دوبارہ قابل ریپیٹر فاصلے کو محدود کرسکتے ہیں۔ لکیریٹی یا نان لائنریٹی سے مراد ٹرانسمیشن میڈیم کے اندر روشنی کی خصوصیات ہیں ، نہ کہ خود روشنی کی خصوصیات۔ تاہم ، آپٹیکل فیلڈ کی موجودگی میڈیم کی خصوصیات کو بدل دیتی ہے۔ جب کسی میڈیم کو ایک مضبوط آپٹیکل فیلڈ کا نشانہ بنایا جاتا ہے تو ، ایٹموں یا انووں کے اندر الیکٹران جو درمیانے شفٹ یا کمپن بناتے ہیں ، جس سے پولرائزیشن ہوتا ہے۔ ڈوپول لہریں پولرائزڈ میڈیم کے اندر ظاہر ہوتی ہیں ، اور یہ ڈوپول ایک ہی فریکوئنسی کی برقی مقناطیسی لہروں کو پھیلاتے ہیں ، جو اصل واقعہ کے میدان میں تیار ہیں ، جو میڈیم کے اندر کل آپٹیکل فیلڈ بن جاتے ہیں۔ اس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ درمیانے درجے کی خصوصیات میں بدلاؤ ، اس کے نتیجے میں ، آپٹیکل فیلڈ کو متاثر کرتا ہے۔

آپٹیکل ریشوں کے نان لائنر اثرات کو دو قسموں میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: حوصلہ افزائی بکھرنے اور اضطراب انگیز انڈیکس ہنگامہ آرائی۔

mod ماڈیولڈ سسٹمز میں حوصلہ افزائی کرنے والا بکھرنا ہوتا ہے جہاں آپٹیکل سگنل آپٹیکل ریشوں میں صوتی لہروں یا سسٹم کمپن کے ساتھ تعامل کرتے ہیں۔ یعنی ، آپٹیکل فیلڈ کچھ توانائی نون لائنر میڈیم میں منتقل کرتا ہے۔ حوصلہ افزائی رامان بکھرنے اور حوصلہ افزائی بریلوئن بکھرنے کا تعلق اسی زمرے سے ہے۔

محرک رامان بکھرنے (ایس آر ایس) واقعے کی روشنی (پمپ لائٹ کہا جاتا ہے) پر میڈیم میں سالماتی کمپن کی ماڈلن (تعامل) کی وجہ سے ہوتا ہے ، جس کے نتیجے میں واقعہ کی روشنی بکھر جاتی ہے۔ واقعہ کی روشنی کی فریکوئنسی ہونے دیں ، اور میڈیم کی سالماتی کمپن کی فریکوئنسی ν ہو ، پھر بکھرے ہوئے روشنی کی تعدد ∞=ائلت اور ν=ائلہ ہیں ، +∞۔ اس رجحان کو محرک رامان بکھرنے کہا جاتا ہے۔ ∞ کی تعدد کے ساتھ بکھرے ہوئے روشنی کو اسٹوکس لہر کہا جاتا ہے۔ ν کی تعدد کے ساتھ بکھرے ہوئے روشنی کو اینٹی - اسٹوکس لہر کہا جاتا ہے۔

your کم آپٹیکل پاور کے تحت ، ریفریکیٹک انڈیکس ہنگامہ آرائی کی وجہ سے سلکا گلاس فائبر کا اپروت کرنے والا انڈیکس مستقل رہتا ہے۔ تاہم ، جب اعلی آپٹیکل پاور حاصل کرنے کے لئے بیلسٹڈ فائبر یمپلیفائر کا استعمال کرتے ہوئے ، منتقل کردہ سگنل کی شدت کو تبدیل کرنا فائبر کے اضطراب انگیز اشاریہ میں تبدیلی لاسکتا ہے۔ اضطراب انگیز انڈیکس پرٹوربیشن کی وجہ سے ہونے والے تین نان لائنر اثرات خود - فیز ماڈیولیشن (ایس پی ایم) ، کراس - فیز ماڈیولیشن (سی پی ایم) ، اور چار - لہر مکسنگ ہیں۔

خود - فیز ماڈیولیشن (ایس پی ایم) سے مراد اس رجحان سے مراد ہے جہاں ٹرانسمیشن کے دوران آپٹیکل پلس کا مرحلہ تبدیل ہوتا ہے ، جس کی وجہ سے پلس ورنکرم وسیع ہوتا ہے۔ ایس پی ایم کا خود سے قریب سے متعلق ہے {{2} focusing توجہ مرکوز ؛ اگر شدید ہو تو ، گھنے طول موج ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (DWDM) سسٹم میں ، ورنکرم کو وسیع کرنا ملحقہ چینلز میں اوورلیپ ہوسکتا ہے۔

آپٹیکل ریشوں کی مکینیکل اور درجہ حرارت کی خصوصیات

آپٹیکل ریشوں کی مکینیکل خصوصیات

آپٹیکل ریشوں کی مکینیکل خصوصیات اہم ہیں۔ مواصلات میں استعمال ہونے والے کوارٹج آپٹیکل ریشے پتلی شیشے کے تنت ہیں جن کا بیرونی قطر تقریبا 125 μm ہے۔ گلاس ایک انتہائی سخت ، غیر - ductile ، اور ٹوٹنے والا مواد ہے۔ اس کی طاقت کی حد کا تعین اس کے ڈھانچے کے اندر سی - o بانڈز کے بانڈنگ فورس کے ذریعہ کیا جاتا ہے۔ نظریاتی طور پر ، سی - o جوہری بانڈ کو توڑنے کے لئے درکار تناؤ کا تخمینہ 19600–24500 N/ملی میٹر میں لگایا جاتا ہے ، لہذا ، تقریبا 125 μm کے بیرونی قطر کے ساتھ ایک آپٹیکل فائبر 294 N کی تناؤ کی طاقت کا مقابلہ کرسکتا ہے۔ تاہم ، اصل آپٹیکل ربرز کی سطح یا اندر کی سطح پر موجود ہے۔ جب فائبر کو بیرونی قوت کا نشانہ بنایا جاتا ہے تو ، یہاں تک کہ ایک بہت ہی چھوٹا مائکرو - کریک پھیل سکتا ہے اور پھیل سکتا ہے ، جس سے تباہ کن وقفے کا سبب بنتا ہے ، جس سے فائبر کی توڑنے کی طاقت (نظریاتی قدر کی تقریبا 1/4) کو بہت کم کیا جاتا ہے۔ لہذا ، آپٹیکل ریشوں کی ترقی سے لے کر بڑے - تک ، ان چیلنجوں پر قابو پانے میں اہم کوشش ، وسائل اور فنڈنگ ​​کی گئی ہے۔ فی الحال ، تحقیق ، مینوفیکچرنگ ، کیبلنگ ، اور تعمیراتی محکمے آپٹیکل ریشوں کی تناؤ کی طاقت اور خدمت زندگی کو کس طرح بہتر بنانے کے لئے مزید تفتیش کر رہے ہیں۔

تجارتی طور پر دستیاب آپٹیکل ریشوں کی تناؤ کی طاقت ٹینسائل فورس کے 2.35 N سے کم نہیں ہونی چاہئے۔ فی الحال ، تجارتی طور پر دستیاب آپٹیکل ریشوں کی تناؤ کی طاقت 0.5 ٪ تناؤ ، یا 432 جی ٹینسائل فورس تک پہنچ چکی ہے۔ انجینئرنگ منصوبوں کے لئے گھریلو طور پر استعمال شدہ آپٹیکل ریشوں میں عام طور پر 400 جی ٹینسائل فورس سے زیادہ تناؤ کی طاقت ہوتی ہے۔ بہتر معیار کے غیر ملکی آپٹیکل ریشوں میں تناؤ کی طاقتیں 700 جی ٹینسائل فورس سے زیادہ ہوتی ہیں ، اور سب میرین کیبلز کے لئے استعمال ہونے والے ریشوں میں بھی زیادہ طاقت کی ضرورت ہوتی ہے۔ آپٹیکل ریشوں کی تناؤ کی طاقت کے ل These یہ ضروریات فائبر مینوفیکچرنگ کے عمل کے دوران اسکریننگ کے طریقوں کے ذریعے حاصل کی جاتی ہیں۔

آپٹیکل فائبر کی زندگی کو عام طور پر اس کی خدمت کی زندگی کہا جاتا ہے۔ میکانکی کارکردگی کے نقطہ نظر سے ، خدمت کی زندگی اس کے فریکچر زندگی سے مراد ہے۔ آپٹیکل ریشوں اور کیبلز کی مینوفیکچرنگ اور انجینئرنگ میں ، 20 سالہ خدمت کی زندگی عام طور پر تیار کی گئی ہے۔ تاہم ، آپریٹنگ ماحول کے اثر و رسوخ (جیسے درجہ حرارت ، نمی ، اور مستحکم اور متحرک تھکاوٹ) کی وجہ سے آپٹیکل ریشوں کی اصل خدمت زندگی مکمل طور پر مستقل نہیں ہے۔ موجودہ تخمینے سے پتہ چلتا ہے کہ 20 سال کی عمر کے لئے تیار کردہ آپٹیکل ریشے دراصل 30 سے ​​40 سال تک چل سکتے ہیں۔

آپٹیکل ریشوں کی درجہ حرارت کی خصوصیات

آپٹیکل فائبر کے درجہ حرارت کی خصوصیات فائبر کے نقصان پر اعلی اور کم درجہ حرارت کے اثرات کا حوالہ دیتے ہیں ، عام طور پر نقصان میں اضافہ ہوتا ہے۔ اعلی اور کم درجہ حرارت دونوں حالتوں میں فائبر کا نقصان بڑھتا ہے کیونکہ فائبر کوٹنگ اور کلیڈنگ میں استعمال ہونے والے مواد نامیاتی رال اور پلاسٹک ہیں ، جن میں کوارٹج کے مقابلے میں سنکچن اور توسیع کے بہت بڑے گتانک ہیں۔ لہذا ، کم درجہ حرارت پر ، فائبر محوری کمپریسی فورس کا تجربہ کرتا ہے ، جس کی وجہ سے مائیکرو - موڑنے کا سبب بنتا ہے ، جبکہ اعلی درجہ حرارت پر ، یہ محوری لمبائی کی قوت کا تجربہ کرتا ہے ، جس سے تناؤ پیدا ہوتا ہے اور نقصان میں اضافہ ہوتا ہے۔ آپٹیکل فائبر کی درجہ حرارت کی خصوصیات سے پتہ چلتا ہے کہ جیسے جیسے درجہ حرارت کم ہوتا ہے ، فائبر کا نقصان بھی بڑھتا ہے۔ جب درجہ حرارت - 55 ڈگری کے لگ بھگ گرتا ہے تو ، نقصان ڈرامائی طور پر بڑھ جاتا ہے ، جس سے نظام کو ناقابل استعمال ہوجاتا ہے۔ فی الحال ، آپٹیکل ریشوں کی کم - درجہ حرارت کی خصوصیات اچھی سطح پر پہنچ چکی ہیں۔ عام طور پر ، -20 ڈگری پر ، نقصان میں اضافہ 0.1db/کلومیٹر سے کم ہے ، اور اعلی معیار کے ریشوں کے لئے ، یہ 0.05db/کلومیٹر سے کم ہے۔

آپٹیکل ریشوں کی کم - درجہ حرارت کی کارکردگی انتہائی ضروری ہے۔ شمالی خطوں میں اوور ہیڈ آپٹیکل کیبلز اور لائنوں کے لئے ، کم کم - درجہ حرارت کی کارکردگی مواصلات کے معیار کو شدید متاثر کرے گی۔ لہذا ، آپٹیکل فائبر مینوفیکچرنگ کے دوران ، مناسب کوٹنگ اور کلیڈنگ مواد کو منتخب کرنا اور عمل کو بہتر بنانا ضروری ہے۔ انجینئرنگ ڈیزائن میں ، بہترین خصوصیات کے ساتھ آپٹیکل ریشوں کا انتخاب کرنا ضروری ہے۔