آپٹیکل فائبر کا تعارف

آپٹیکل مواصلات میں ، آپٹیکل سگنلز کا فاصلہ ٹرانسمیشن لمبے - کے لئے درکار آپٹیکل ویو گائڈ ایک بیلناکار ڈائی الیکٹرک ویو گائڈ ہے جسے آپٹیکل فائبر کہتے ہیں (یا سیدھے سادےآپٹیکل فائبر) آپٹیکل فائبر ایک ڈائی الیکٹرک ویو گائڈ ہے جو آپٹیکل تعدد پر کام کرتا ہے ، جس سے روشنی کی توانائی کو اپنے محور کے متوازی سمت کے ساتھ پھیلانے کے لئے رہنمائی کی جاتی ہے۔

آپٹیکل ریشوں کی ساخت اور درجہ بندی

△آپٹیکل فائبر کا رہنما اصول

آپٹیکل فائبر کی ساخت:

آپٹیکل فائبر (آف) ایک شفاف ڈائی الیکٹرک فائبر ہے جو روشنی کی رہنمائی کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ ایک عملی آپٹیکل فائبر متعدد شفاف ڈائی الیکٹرک پرتوں پر مشتمل ہوتا ہے۔ آپٹیکل فائبر کی مخصوص ڈھانچہ ، جیسا کہ شکل 2-1 میں دکھایا گیا ہے ، کو تین تہوں میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: ایک اعلی اضطراب انگیز اشاریہ والا کور ، ایک کم اضطراری اشاریہ والی کلیڈنگ ، اور بیرونی کوٹنگ۔ بنیادی اور کلیڈنگ کا ڈھانچہ روشنی کی رہنمائی کے تقاضوں کو پورا کرتا ہے ، جس میں کور کے ساتھ روشنی کی لہروں کے پھیلاؤ کو کنٹرول کیا جاتا ہے۔ کوٹنگ بنیادی طور پر حفاظتی کام کی خدمت کرتی ہے (چونکہ یہ روشنی کی رہنمائی نہیں کرتا ہے ، لہذا اسے مختلف رنگوں میں رنگا جاسکتا ہے)۔

(شکل 2-1 ایک عام آپٹیکل فائبر کی ساخت)

(1) فائبر کور فائبر کور آپٹیکل فائبر (قطر 5 ~ 80µm) کے مرکز میں واقع ہے۔ اس کی ترکیب زیادہ ہے - طہارت سلیکن ڈائی آکسائیڈ ، جس میں جرمنیئم ڈائی آکسائیڈ اور فاسفورس پینٹ آکسائیڈ جیسے ڈوپینٹ کی مقدار کا پتہ چلتا ہے۔ ان چھوٹی مقدار میں ڈوپینٹس کو شامل کرنے کا مقصد فائبر کور کے اضطراب اشاریہ (N) کو مناسب طریقے سے بڑھانا ہے۔ مواصلات آپٹیکل ریشوں کے لئے ، بنیادی قطر 5 ~ 10µm (سنگل - موڈ فائبر) یا 50 ~ 80µm (ملٹی موڈ فائبر) ہے۔

(2) کلیڈنگ: کلیڈنگ فائبر کور کے آس پاس واقع ہے (اس کا قطر تقریبا 125 μm ہے) ، اور اس کی تشکیل بھی زیادہ ہے - طہارت سلیکن ڈائی آکسائیڈ جس میں ڈوپینٹ کی ایک بہت ہی کم مقدار ہے۔ ڈوپینٹ کا کردار (جیسے بورن ٹرائی آکسائیڈ) یہ ہے کہ کلڈنگ کے آپٹیکل اپفریٹک انڈیکس (N2) کو مناسب طریقے سے کم کرنا ہے ، جس سے یہ فائبر کور کے اضطراری اشاریہ سے قدرے کم ہوجاتا ہے۔ روشنی کی مختلف رہنمائی کی ضروریات کو پورا کرنے کے ل the ، کلیڈنگ کو ایک ہی پرت یا ایک سے زیادہ پرتوں کے طور پر بنایا جاسکتا ہے۔

()) لیپت آپٹیکل فائبر کی بیرونی پرت ایکریلیٹ ، سلیکون ربڑ ، اور نایلان پر مشتمل ایک کوٹنگ ہے ، جو آپٹیکل فائبر کی مکینیکل طاقت اور لچک کو بڑھاتی ہے۔ کوٹنگ عام طور پر ایک بنیادی کوٹنگ اور ثانوی کوٹنگ میں تقسیم ہوتی ہے۔ ثانوی کوٹنگ تھرمو پلاسٹک مادے کی ایک اضافی پرت ہے جو بنیادی کوٹنگ پر لگائی جاتی ہے ، لہذا اسے کلیڈنگ بھی کہا جاتا ہے۔ لیپت آپٹیکل فائبر کا بیرونی قطر عام طور پر تقریبا 1.5 سینٹی میٹر ہوتا ہے۔

فائبر کور کی موٹائی ، بنیادی مواد کی اضطراری اشاریہ تقسیم ، اور کلڈیڈنگ میٹریل کا اپروک انڈیکس آپٹیکل فائبر کی ٹرانسمیشن خصوصیات میں فیصلہ کن کردار ادا کرتا ہے۔ کلڈنگ مادے عام طور پر ایک یکساں مواد ہوتا ہے جس میں مستقل اضطراب انگیز اشاریہ ہوتا ہے۔ اگر متعدد کلیڈنگ پرتیں ہیں تو ، ہر کلڈنگ پرت کے اضطراب انگیز اشاریہ مختلف ہیں۔ فائبر کور کا اضطراب انگیز انڈیکس یکساں ہوسکتا ہے یا یہ بنیادی رداس R کے ساتھ مختلف ہوسکتا ہے۔ لہذا ، رداس کے ساتھ اضطراب انگیز انڈیکس ڈسٹری بیوشن فنکشن N (r) عام طور پر بنیادی اضطراری اشاریہ میں ہونے والی تبدیلی کی خصوصیت کے لئے استعمال ہوتا ہے۔

آپٹیکل ریشوں کی درجہ بندی:

تصویر سے متن کا انگریزی ترجمہ یہ ہے:

"فی الحال ، آپٹیکل ریشوں کی بہت سی قسمیں ہیں ، لیکن ان کے درجہ بندی کے طریقوں کو عام طور پر 4 زمروں میں تقسیم کیا جاتا ہے: فائبر اپریٹیکٹو انڈیکس تقسیم کے ذریعہ درجہ بندی ، ٹرانسمیشن موڈ کے ذریعہ درجہ بندی ، کام کرنے والی طول موج کے ذریعہ درجہ بندی ، اور جیکٹ اور کلیڈنگ میٹریل کے ذریعہ درجہ بندی۔ اس کے علاوہ ، آپٹیکل فائبر کے اجزاء کے علاوہ ، بھی ، عام طور پر استعمال ہونے والے سلکا آپٹیکل فائبر کے اجزاء کے علاوہ ، یہاں بھی عام طور پر استعمال شدہ سلکا آپٹیکل فائبر کے علاوہ ، بھی موجود ہیں۔

(1) فائبر اپریٹک انڈیکس تقسیم کے ذریعہ درجہ بندی: مرحلہ انڈیکس فائبر (SIF) اور گریڈڈ انڈیکس فائبر (GIF) میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔

1. اسٹپ انڈیکس آپٹیکل فائبر: فائبر کور اور کلیڈنگ خطے سے مراد ہے جہاں اضطراب انگیز اشاریہ کی تقسیم یکساں ہے ، قدر مستقل ہے ، اور اضطراری انڈیکس کی تقسیم ایک مرحلہ - پیش کرتی ہے جیسے پرتوں کی ساخت کی طرح۔ اضطراب انگیز انڈیکس کی مختلف حالت مرحلہ - پسند ہے۔ مرحلہ انڈیکس آپٹیکل فائبر کی اضطراری اشاریہ تقسیم کو شکل 2-2 میں دکھایا گیا ہے۔

اس کا اضطراب انگیز اشاریہ تقسیم کا اظہار یہ ہے:

n(r) = {n_₁(r سے کم یا اس کے برابر_₁)

                 {n_₂ (a_₁₂)

مرحلہ انڈیکس آپٹیکل فائبر آپٹیکل فائبر کی ابتدائی ساختی شکل ہے۔ بعد میں ، ملٹی موڈ آپٹیکل فائبر میں ، آہستہ آہستہ اس کی جگہ گریڈڈ انڈیکس آپٹیکل فائبر نے تبدیل کیا (کیونکہ گریڈڈ انڈیکس آپٹیکل فائبر ملٹی موڈ آپٹیکل فائبر کے پاس موڈل رنگ بازی کو بہت حد تک کم کرسکتا ہے)۔ تاہم ، آپٹیکل ریشوں میں نبض روشنی کو منتقل کرنے کے لئے اسے استعمال کرنا نسبتا common عام ہے۔ فی الحال ، جب سنگل - وضع آپٹیکل فائبر آہستہ آہستہ ملٹی موڈ آپٹیکل فائبر کی جگہ تجارتی آپٹیکل فائبر کی اہم مصنوعات کے طور پر تبدیل کرتا ہے تو ، مرحلہ انڈیکس آپٹیکل فائبر ڈھانچہ سنگل - وضع آپٹیکل فائبر - کی واحد ساختی شکل بن گیا ہے۔

2. گریڈڈ انڈیکس آپٹیکل فائبر: آپٹیکل فائبر سے مراد ہے جس کی اضطراری اشاریہ کی تقسیم رداس R کے ساتھ مختلف ہوتی ہے۔ جیسے جیسے مرکز سے فاصلہ بڑھتا ہے اور آہستہ آہستہ کم ہوتا جاتا ہے ، رداس آہستہ آہستہ چھوٹا ہوتا جاتا ہے۔ اس کی مختلف حالتوں کا قاعدہ عام طور پر طاقت کے صریح اصول کے مطابق ہوتا ہے۔ جب فائبر کور اور کلیڈنگ انٹرفیس تک پہنچتے ہو تو ، اسے کلیڈنگ کے مطابق اقدار سے چھوٹا جاتا ہے۔ کلڈنگ والے خطے میں ، اس کی اضطراب انگیز اشاریہ کی تقسیم یکساں ہے ، یعنی ، n₂۔ گریڈڈ انڈیکس آپٹیکل فائبر کی اضطراری اشاریہ تقسیم کو شکل 2-3 میں دکھایا گیا ہے۔ "

اس کی اضطراب انگیز اشاریہ کی تقسیم کا اظہار مندرجہ ذیل ہے:

"In the equation, g is the refractive index distribution number; it represents different values ​​at different refractive index distributions; n₁ is the refractive index at the center of the fiber core; n₂ is the refractive index of the cladding; a₁ is the core radius; Δ is the relative refractive index difference, Δ=(n₁² - n₂²)/2n₁²=(n₁ - n₂)/n₁.

گریڈڈ انڈیکس آپٹیکل فائبر کے کم انٹرموڈل بازی کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ یہ موڈل بازی کو کم کرتا ہے ، ٹرانسمیشن کی دوری میں توسیع کرتا ہے ، اور ٹرانسمیشن کی گنجائش میں اضافہ کرتا ہے۔

(2) ٹرانسمیشن موڈ کے ذریعہ درجہ بندی:ملٹی - موڈ فائبر (ایم ایم ایف) اور سنگل موڈ فائبر (ایس ایم ایف) میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ جیسا کہ نام سے پتہ چلتا ہے ، ملٹی موڈ آپٹیکل فائبر ایک سے زیادہ طریقوں کو منتقل کرسکتا ہے ، جبکہ سنگل - موڈ آپٹیکل فائبر صرف بنیادی موڈ اور الیکٹرک فیلڈ طریقوں کو منتقل کرسکتا ہے۔ عام طور پر یہ خیال کیا جاتا ہے کہ ٹرانسمیشن حل کی نئی نسل پر سنگل - موڈ آپٹیکل فائبر کا غلبہ ہونا چاہئے کیونکہ یہ ملٹی موڈ آپٹیکل فائبر سے کہیں زیادہ منتقل کرسکتا ہے۔ جب ٹرانسمیشن میڈیم کا نقصان اور بازی ایک جیسی ہوتی ہے تو ، سنگل - وضع کے بعد کی گنجائش کی صلاحیت ملٹی موڈ ماڈلن کے بعد اس سے کہیں زیادہ ہے۔

کچھ کام کرنے والی طول موج کے حالات کے تحت ، آپٹیکل فائبر میں ٹرانسمیشن کے بہت سے طریقے ہیں ، اور یہ فائبر کے طریقوں میں ملٹی موڈ آپٹیکل ریشے ہیں۔ ملٹی موڈ آپٹیکل فائبر کا موڈل ریفریکیٹک انڈیکس فائبر کور کے اضطراب انگیز اشاریہ کی طرح ہی ہے ، اور طریقوں کی تعداد V (معمول کی تعدد) کے مربع کے متناسب ہے۔ لہذا ، اسے گریڈڈ ملٹی موڈ آپٹیکل فائبر بھی کہا جاتا ہے۔ بعد میں ، یہ آہستہ آہستہ گریڈڈ انڈیکس آپٹیکل فائبر بن گیا۔

کچھ کام کرنے والی طول موج کے حالات کے تحت ، اگر آپٹیکل فائبر میں صرف ایک ٹرانسمیشن موڈ ہے تو ، اسے سنگل - موڈ آپٹیکل فائبر کہا جاتا ہے۔ سنگل - موڈ آپٹیکل فائبر صرف بنیادی وضع (محوری موڈ) کو منتقل کرسکتا ہے ، اور جب اس موڈ میں منتقل ہوتا ہے تو کوئی انٹرموڈل بازی نہیں ہوتی ہے۔ اعلی - آرڈر طریقوں کی ایک بڑی تعداد کے ساتھ ملٹی موڈ آپٹیکل فائبر کے مقابلے میں ، یہ اعلی - اسپیڈ آپٹیکل فائبر مواصلات کے نظام کے لئے بہت مفید ہے۔

(3) کام کرنے والی طول موج کے ذریعہ درجہ بندی: مختصر - طول موج آپٹیکل فائبر اور لمبائی - طول موج آپٹیکل فائبر میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔

1. شارٹ - طول موج آپٹیکل فائبر: آپٹیکل فائبر مواصلات کی نشوونما کے ابتدائی مرحلے میں ، عام طور پر استعمال ہونے والی طول موج 0.6 ~ 0.9 μm کے درمیان تھی۔ اس وقت کی سب سے بڑی وجہ یہ تھی کہ سیمیکمڈکٹر لیزر لائٹ ذرائع اور اس طول موج کے بینڈ میں کام کرنے والے ڈٹیکٹر نسبتا mat پختہ تھے ، اور مختصر - طول موج آپٹیکل فائبر مرکزی مصنوع تھا۔ فی الحال ، یہ شاذ و نادر ہی استعمال ہوتا ہے۔

2. لانگ - طول موج آپٹیکل فائبر: جیسے ہی تحقیقی کام جاری رہتا ہے ، جب 1.31 μm اور 1.55 μm کے طول موج بینڈ میں داخل ہوتا ہے تو ، ان دو طول موج کے بینڈوں میں کم نقصان ، صفر بازی اور کم سے کم موڑنے والے نقصان کی خصوصیات دکھائی گئی ہیں۔ لہذا ، تحقیقی کام آہستہ آہستہ ان دو طول موج بینڈوں کی طرف بڑھ گیا ہے ، اور بہتر کارکردگی کے ساتھ آپٹیکل ریشے سامنے آئے ہیں۔ طریقوں نے یہ ثابت کیا ہے کہ 1.0 ~ 2.0 μm کی طول موج پر ، آپٹیکل ریشوں کو مختصر - طول موج آپٹیکل ریشوں کے مقابلے میں کم نقصان ہوتا ہے۔

()) لمبے - طول موج آپٹیکل ریشے خاص طور پر لمبے - فاصلے کے لئے موزوں ہیں ، اعلی - صلاحیت آپٹیکل فائبر مواصلات جیسے ان کے فوائد جیسے کم توجہ اور وسیع بینڈوتھ کی وجہ سے۔

1. متنازعہ آپٹیکل فائبر: آپٹیکل فائبر سے مراد ہے جس کے فائبر کور کو جرمنیئم ، کلیڈنگ ، اور کور ریفریکیٹک انڈیکس کی تقسیم کے ساتھ ڈوپ کیا جاتا ہے جو ایک خاص تناسب میں مل جاتا ہے۔ چونکہ اس قسم کے آپٹیکل فائبر میں اچھی خصوصیات ہیں اور یہ نسبتا easy آسان ہے ، اس نے بہت ساری نسلوں میں بہتری لائی ہے۔

اس کی وجہ جرمنیئم کے ساتھ خام مال کی حیثیت سے اعلی توسیع کے گتانک کی وجہ سے ہے۔ کم درجہ حرارت پر ، یہ سکڑ اور شگاف پڑے گا۔ آپٹیکل فائبر میں تضاد کو شامل کرنے سے تناؤ کا باعث بن جائے گا۔

2. ڈیسپشن - شفٹ آپٹیکل فائبر: آپٹیکل فائبر سے مراد ہے جو جرمینیم کے ساتھ ڈوپنگ کے بعد گرمی کے علاج سے گزرتا ہے ، صفر - بازی نقطہ کو ایک طول موج میں منتقل کرتا ہے ، طول موج کی تین یا تین بار نہیں۔

اس قسم کے آپٹیکل فائبر کی تیاری کا عمل نسبتا complectical پیچیدہ ہے۔ ان میں سے ، بنیادی قطر آپٹیکل فائبر کو بہتر بنانے کے لئے ڈوپنگ کی ڈگری کے ساتھ میچ کرنا چاہئے۔ لہذا ، ابھی تک یہ وسیع پیمانے پر استعمال نہیں ہوا ہے۔ "