آپٹیکل فائبر آپٹیکل فائبر کا مخفف ہے، شیشے یا پلاسٹک سے بنا ایک فائبر، جسے لائٹ ٹرانسمیشن ٹول کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ٹرانسمیشن کا اصول ہے'؛ روشنی کی مکمل عکاسی'؛۔ چینی یونیورسٹی ہانگ کانگ کے سابق صدور گاؤ کن اور جارج اے ہوکہم نے سب سے پہلے یہ خیال پیش کیا کہ آپٹیکل فائبر کو مواصلاتی ترسیل کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اسی وجہ سے، گاؤ کن نے 2009 کا فزکس کا نوبل انعام جیتا تھا۔
متعارف کروائیں
چھوٹے آپٹیکل فائبر کو پلاسٹک کی میان میں لپیٹ دیا جاتا ہے تاکہ اسے بغیر ٹوٹے موڑا جا سکے۔ عام طور پر، آپٹیکل فائبر کے ایک سرے پر ٹرانسمیٹنگ ڈیوائس لائٹ ایمیٹنگ ڈائیوڈ (ایل ای ڈی) یا لیزر بیم کا استعمال کرتی ہے تاکہ آپٹیکل فائبر میں روشنی کی دالیں منتقل کی جا سکیں، اور آپٹیکل فائبر کے دوسرے سرے پر وصول کرنے والا آلہ فوٹو حساس عنصر کا استعمال کرتا ہے۔ دالوں کا پتہ لگائیں.
روزمرہ کی زندگی میں، چونکہ آپٹیکل ریشوں میں روشنی کی ترسیل کا نقصان تاروں میں بجلی کی نسبت بہت کم ہے، اس لیے آپٹیکل فائبر طویل فاصلے تک معلومات کی ترسیل کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں۔
عام طور پر دو اصطلاحات آپٹیکل فائبر اور آپٹیکل کیبل الجھ جاتی ہیں۔ زیادہ تر آپٹیکل ریشوں کو استعمال سے پہلے حفاظتی ڈھانچے کی کئی تہوں سے ڈھانپنا چاہیے، اور ڈھکی ہوئی کیبلز کو آپٹیکل کیبلز کہا جاتا ہے۔ آپٹیکل فائبر کی بیرونی پرت پر حفاظتی تہہ اور موصلیت کی تہہ ارد گرد کے ماحول جیسے پانی، آگ اور بجلی کے جھٹکے سے آپٹیکل فائبر کو پہنچنے والے نقصان کو روک سکتی ہے۔ آپٹیکل کیبل میں تقسیم کیا گیا ہے: آپٹیکل فائبر، بفر پرت اور کوٹنگ۔ آپٹیکل فائبر سماکشیی کیبل کی طرح ہے، سوائے اس کے کہ کوئی میش شیلڈ نہیں ہے۔ مرکز میں شیشے کا کور ہے جس کے ذریعے روشنی پھیلتی ہے۔
ملٹی موڈ فائبر میں، بنیادی قطر 50 μm اور 62.5 μm ہے، جو تقریباً ایک انسانی بال کی موٹائی کے برابر ہیں۔ سنگل موڈ فائبر کور کا قطر 8 μm سے 10 μm ہے۔ کور ایک شیشے کے لفافے سے گھرا ہوا ہے جس میں کور سے کم اضطراری انڈیکس ہے تاکہ روشنی کو کور کے اندر رکھا جاسکے۔ لفافے کی حفاظت کے لیے باہر کی طرف ایک پتلی پلاسٹک کی جیکٹ ہے۔ آپٹیکل فائبر عام طور پر بنڈل اور ایک کیسنگ کے ذریعہ محفوظ ہوتے ہیں۔ فائبر کور عام طور پر کوارٹج گلاس سے بنا ایک چھوٹا کراس سیکشنل ایریا کے ساتھ ایک ڈبل پرت کا سنٹرک سلنڈر ہوتا ہے۔ یہ ٹوٹنے والا اور ٹوٹنا آسان ہے، اس لیے ایک بیرونی حفاظتی پرت کی ضرورت ہے۔
اصول
روشنی اور اس کی خصوصیات
1. روشنی ایک برقی مقناطیسی لہر ہے۔
مرئی روشنی کی طول موج کی حد 390~760nm (نینو میٹر) ہے۔ 760nm سے بڑا حصہ اورکت روشنی ہے، اور 390nm سے چھوٹا حصہ الٹرا وایلیٹ لائٹ ہے۔ آپٹیکل فائبر تین اقسام میں استعمال ہوتا ہے: 850nm، 1310nm، اور 1550nm۔
2. روشنی کا انعکاس، انعکاس اور کل انعکاس۔
چونکہ مختلف مادوں میں روشنی کے پھیلاؤ کی رفتار مختلف ہوتی ہے، جب روشنی ایک مادے سے دوسرے مادے میں خارج ہوتی ہے تو ان دونوں مادوں کے انٹرفیس پر انعکاس اور انعکاس ہوتا ہے۔ مزید برآں، ریفریکٹڈ لائٹ کا زاویہ واقعہ روشنی کے زاویہ کے ساتھ تبدیل ہوتا ہے۔ جب واقعہ روشنی کا زاویہ ایک خاص زاویہ تک پہنچ جاتا ہے یا اس سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو ریفریکٹڈ لائٹ غائب ہو جائے گی، اور تمام واقعہ روشنی واپس منعکس ہو جائے گی، جو کہ روشنی کا کل انعکاس ہے۔ مختلف مادوں میں ایک ہی طول موج کی روشنی کے لیے مختلف اضطراری زاویے ہوتے ہیں (یعنی مختلف مادّوں کے مختلف اضطراری اشاریہ ہوتے ہیں)، اور ایک ہی مادے میں مختلف طولِ موج کی روشنی کے لیے مختلف اضطراری زاویے ہوتے ہیں۔ آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن مندرجہ بالا اصولوں پر مبنی ہے۔
1. آپٹیکل فائبر کی ساخت:
آپٹیکل فائبر کے ننگے فائبر کو عام طور پر تین تہوں میں تقسیم کیا جاتا ہے: مرکز ہائی ریفریکٹو انڈیکس گلاس کور (بنیادی قطر عام طور پر 50 یا 62.5μm ہوتا ہے)، درمیانی حصہ کم ریفریکٹیو انڈیکس سلیکا گلاس کلیڈنگ ہوتا ہے (قطر عام طور پر 125μm ہوتا ہے)، اور سب سے باہر کمک کے لیے رال کی کوٹنگ ہے۔ فرش.
2. آپٹیکل فائبر عددی یپرچر:
آپٹیکل فائبر کے آخری چہرے پر روشنی کا واقعہ تمام آپٹیکل فائبر کے ذریعے منتقل نہیں کیا جا سکتا، لیکن صرف ایک مخصوص زاویہ کی حد کے اندر واقعہ کی روشنی۔ اس زاویہ کو فائبر کا عددی یپرچر کہا جاتا ہے۔ آپٹیکل فائبر کا بڑا عددی یپرچر آپٹیکل فائبر کے بٹ کنکشن کے لیے فائدہ مند ہے۔ مختلف مینوفیکچررز کے ذریعہ تیار کردہ آپٹیکل ریشوں میں مختلف عددی یپرچر ہوتے ہیں (AT&T کارننگ)۔
3. آپٹیکل فائبر کی اقسام:
آپٹیکل فائبر کی بہت سی قسمیں ہیں، اور مطلوبہ افعال اور کارکردگی مختلف استعمال کے مطابق مختلف ہوتی ہیں۔ تاہم، کیبل ٹی وی اور کمیونیکیشن کے لیے آپٹیکل فائبر کے ڈیزائن اور تیاری کے اصول بنیادی طور پر ایک جیسے ہیں، جیسے: ① چھوٹا نقصان؛ ② مخصوص بینڈوتھ اور چھوٹی بازی؛ ③ آسان وائرنگ؛ ④ آسان انضمام؛ ⑤ اعلی وشوسنییتا؛ ⑥ مینوفیکچرنگ موازنہ سادہ؛ ⑦ سستا اور اسی طرح. آپٹیکل فائبر کی درجہ بندی کا خلاصہ بنیادی طور پر ورکنگ ویو لینتھ، ریفریکٹیو انڈیکس ڈسٹری بیوشن، ٹرانسمیشن موڈ، خام مال اور مینوفیکچرنگ طریقہ سے کیا جاتا ہے۔ مختلف درجہ بندیوں کی مثالیں درج ذیل ہیں۔
(1) کام کرنے والی طول موج: الٹرا وایلیٹ فائبر، قابل مشاہدہ فائبر، قریب اورکت فائبر، اورکت فائبر (0.85μm، 1.3μm، 1.55μm)۔
(2) ریفریکٹیو انڈیکس ڈسٹری بیوشن: سٹیپ (SI) قسم کا فائبر، قریب قدمی قسم کا فائبر، درجہ بندی (GI) قسم کا فائبر، دیگر (جیسے مثلث کی قسم، W قسم، recessed قسم وغیرہ)۔
(3) ٹرانسمیشن موڈ: سنگل موڈ فائبر (پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے فائبر اور غیر پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے فائبر سمیت)، ملٹی موڈ فائبر۔
(4) خام مال: کوارٹج آپٹیکل فائبر، ملٹی کمپوننٹ گلاس آپٹیکل فائبر، پلاسٹک آپٹیکل فائبر، کمپوزٹ آپٹیکل فائبر (جیسے پلاسٹک کی کلیڈنگ، مائع کور، وغیرہ)، اورکت مواد وغیرہ۔ کوٹنگ کے مواد کے مطابق، یہ کر سکتے ہیں۔ غیر نامیاتی مواد (کاربن، وغیرہ)، دھاتی مواد (تانبا، نکل، وغیرہ) اور پلاسٹک میں تقسیم کیا جائے۔
(5) مینوفیکچرنگ کے طریقے: پری پلاسٹکائزنگ میں وانپ فیز محوری جمع (VAD)، کیمیائی بخارات جمع کرنے (CVD) وغیرہ شامل ہیں، اور تار ڈرائنگ کے طریقوں میں راڈ انٹیوب اور ڈبل کروسیبل طریقے شامل ہیں۔
سلکا آپٹیکل فائبر
سلیکا فائبر ایک آپٹیکل فائبر ہے جس میں سلکان ڈائی آکسائیڈ (SiO2) اہم خام مال ہے، اور کور اور کلیڈنگ کی ریفریکٹیو انڈیکس کی تقسیم کو مختلف ڈوپنگ مقداروں کے مطابق کنٹرول کیا جاتا ہے۔ کوارٹز (گلاس) سیریز کے آپٹیکل ریشوں میں کم بجلی کی کھپت اور براڈ بینڈ کی خصوصیات ہیں، اور اب کیبل ٹیلی ویژن اور مواصلاتی نظام میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔
کوارٹج گلاس آپٹیکل فائبر کا فائدہ کم نقصان ہے۔ جب روشنی کی طول موج 1.0～1.7μm (تقریباً 1.4μm) ہے، تو نقصان صرف 1dB/km ہے، اور 1.55μm پر سب سے کم صرف 0.2dB/km ہے۔
فلورین ڈوپڈ فائبر
فلورین ڈوپڈ فائبر سلکا فائبر کی مخصوص مصنوعات میں سے ایک ہے۔ عام طور پر، 1.3μm ویو بینڈ کمیونیکیشن آپٹیکل فائبر میں، کور کو کنٹرول کرنے والا ڈوپینٹ جرمینیم ڈائی آکسائیڈ (GeO2) ہے، اور کلیڈنگ SiO2 سے بنی ہے۔ تاہم، فلورین سے منسلک ریشوں کے زیادہ تر کور SiO2 استعمال کرتے ہیں، لیکن فلورین کو کلیڈنگ میں ڈوپ کیا جاتا ہے۔ کیونکہ Rayleigh بکھرنے کا نقصان اضطراری انڈیکس میں تبدیلیوں کی وجہ سے روشنی کے بکھرنے کا ایک رجحان ہے۔ لہذا، اضطراری انڈیکس کے اتار چڑھاؤ کے عوامل کے ڈوپینٹس بنانا ضروری ہے، اور کم بہتر ہے۔ فلورین کا بنیادی اثر SIO2 کے ریفریکٹیو انڈیکس کو کم کرنا ہے۔ لہذا، یہ اکثر cladding کے ڈوپنگ کے لئے استعمال کیا جاتا ہے.
دیگر خام مال کے آپٹیکل ریشوں کے مقابلے میں، کوارٹج آپٹیکل فائبر میں الٹرا وایلیٹ لائٹ سے قریب اورکت روشنی تک روشنی کی ترسیل کا ایک وسیع طیف بھی ہوتا ہے۔ مواصلاتی مقاصد کے علاوہ، اسے لائٹ گائیڈ اور امیج ٹرانسمیشن جیسے شعبوں میں بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔
اورکت فائبر
جیسا کہ کوارٹج سیریز آپٹیکل فائبر کی ورکنگ ویو لینتھ آپٹیکل کمیونیکیشن کے میدان میں تیار ہوئی ہے، اگرچہ یہ کم ٹرانسمیشن فاصلے میں استعمال ہوتی ہے، لیکن اسے صرف 2μm میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس وجہ سے، یہ طویل اورکت طول موج کے میدان میں کام کر سکتا ہے، اور ترقی یافتہ آپٹیکل فائبر کو انفراریڈ آپٹیکل فائبر کہا جاتا ہے۔ انفراریڈ آپٹیکل فائبر بنیادی طور پر ہلکی توانائی کی ترسیل کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر: درجہ حرارت کی پیمائش، تھرمل امیج ٹرانسمیشن، لیزر اسکیلپل میڈیکل ٹریٹمنٹ، تھرمل انرجی پروسیسنگ وغیرہ۔ دخول کی شرح اب بھی کم ہے۔
جامع فائبر
کمپاؤنڈ فائبر SiO2 خام مال سے بنا ہے، اور پھر مناسب طریقے سے آکسائیڈز جیسے سوڈیم آکسائیڈ (Na2O)، بوران آکسائیڈ (B2O3)، پوٹاشیم آکسائیڈ (K2O) اور دیگر آکسائیڈز کو ملٹی کمپوننٹ گلاس فائبر بنانے کے لیے، جس کی خصوصیت کثیر الاشاعت ہے۔ اجزاء کا گلاس اس میں کوارٹج شیشے کے مقابلے میں نرمی کا نقطہ کم ہے اور کور اور کلیڈنگ کے درمیان ریفریکٹیو انڈیکس میں بڑا فرق ہے۔ فائبر آپٹک اینڈو سکوپ بنیادی طور پر طبی خدمات میں استعمال ہوتے ہیں۔
سی ایف سی فائبر
فلورائیڈ فائبر کلورائیڈ فائبر (فلورائیڈ فائبر) فلورائیڈ گلاس سے بنا ایک آپٹیکل فائبر ہے۔ اس آپٹیکل فائبر مواد کو ZBLAN بھی کہا جاتا ہے (یعنی فلورائیڈ گلاس میٹریل جیسے ZrF2)، بیریم فلورائیڈ (BaF2)، لینتھینم فلورائیڈ (LaF3)، ایلومینیم فلورائیڈ (AlF3)، اور سوڈیم فلورائیڈ (NaF) کو آسان بنایا گیا ہے۔ کا مخفف، بنیادی طور پر 2～10μm طول موج کی آپٹیکل ٹرانسمیشن سروس میں کام کرتا ہے۔ چونکہ ZBLAN میں انتہائی کم نقصان کے فائبر کا امکان ہے، اس لیے لمبی دوری کے مواصلاتی فائبر کی فزیبلٹی ڈیولپمنٹ جاری ہے، مثال کے طور پر: اس کا نظریاتی سب سے کم نقصان، میں یہ 3μm طول موج پر 10-2～10-3dB/km تک پہنچ سکتا ہے، جبکہ کوارٹج فائبر 1.55μm پر 0.15-0.16dB/Km کے درمیان ہے۔ فی الحال، بکھرنے والے نقصان کو کم کرنے میں مشکل کی وجہ سے ZBLAN فائبر صرف 2.4～2.7 پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ μm درجہ حرارت کے سینسر اور تھرمل امیج ٹرانسمیشن کو ابھی تک وسیع پیمانے پر استعمال نہیں کیا گیا ہے۔ حال ہی میں، لمبی دوری کی ترسیل کے لیے ZBLAN استعمال کرنے کے لیے، ایک 1.3 μm پراسیوڈیمیم ڈوپڈ فائبر ایمپلیفائر (PDFA) تیار کیا جا رہا ہے۔
پلاسٹک لیپت آپٹیکل فائبر
پلاسٹک کلیڈ فائبر (پلاسٹک کلاڈ فائبر) ایک مرحلہ وار فائبر ہے جس میں اعلیٰ طہارت کا سلیکا گلاس کور کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، اور سیلیکا سے تھوڑا کم ریفریکٹیو انڈیکس والا پلاسٹک، جیسے کہ سلیکا جیل، کو کلیڈنگ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ . سلکا فائبر کے مقابلے میں، اس میں بنیادی کرایہ اور اعلی عددی یپرچر (NA) کی خصوصیات ہیں۔ لہذا، روشنی خارج کرنے والے ڈایڈڈ ایل ای ڈی لائٹ سورس کے ساتھ جوڑنا آسان ہے، اور نقصان کم ہے۔ لہذا، یہ لوکل ایریا نیٹ ورک (LAN) اور مختصر فاصلے کے مواصلات کے لیے بہت موزوں ہے۔
پلاسٹک آپٹیکل فائبر
یہ ایک آپٹیکل فائبر ہے جس میں کور اور کلیڈنگ دونوں پلاسٹک (پولیمر) سے بنے ہیں۔ ابتدائی مصنوعات بنیادی طور پر سجاوٹ اور لائٹ گائیڈ لائٹنگ اور مختصر فاصلے کے آپٹیکل بانڈ سرکٹس کے لیے آپٹیکل کمیونیکیشنز میں استعمال ہوتی تھیں۔ خام مال بنیادی طور پر نامیاتی گلاس (PMMA)، پولی اسٹیرین (PS) اور پولی کاربونیٹ (PC) ہیں۔ نقصان کو پلاسٹک کی موروثی CH مشترکہ ساخت سے محدود کیا جاتا ہے، عام طور پر دسیوں ڈی بی فی کلومیٹر تک۔ نقصان کو کم کرنے کے لیے فلورین سیریز کے پلاسٹک کو تیار اور لاگو کیا جا رہا ہے۔ چونکہ پلاسٹک آپٹیکل فائبر کا بنیادی قطر 1000μm ہے، جو سنگل موڈ کوارٹج فائبر سے 100 گنا بڑا ہے، اس لیے کنکشن آسان ہے، اور اسے موڑنا اور بنانا آسان ہے۔ حالیہ برسوں میں، براڈ بینڈائزیشن کی ترقی کے ساتھ، گریڈڈ (GI) ریفریکٹیو انڈیکس کے ساتھ ملٹی موڈ پلاسٹک آپٹیکل فائبر کی ترقی نے سماجی توجہ حاصل کی ہے۔ حال ہی میں، ایپلی کیشن کار کے اندرونی LAN میں نسبتاً تیز ہے، اور مستقبل میں اسے ہوم LAN میں بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔
سنگل موڈ فائبر
سنگل موڈ فائبر اس سے مراد وہ فائبر ہے جو کام کرنے والی طول موج میں صرف ایک پروپیگیشن موڈ منتقل کر سکتا ہے، جسے عام طور پر سنگل موڈ فائبر (SMF: سنگل موڈ فائبر) کہا جاتا ہے۔ اس وقت، یہ کیبل ٹیلی ویژن اور آپٹیکل مواصلات میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والا آپٹیکل فائبر ہے۔ کیونکہ فائبر کا بنیادی حصہ بہت پتلا ہے (تقریباً 10μm) اور ریفریکٹیو انڈیکس ایک مرحلہ وار تقسیم میں ہے، جب نارملائزڈ فریکوئنسی V پیرامیٹر 2.4 سے کم ہے، نظریاتی طور پر، صرف سنگل موڈ ٹرانسمیشن بن سکتی ہے۔ اس کے علاوہ، SMF میں کثیر موڈ بازی نہیں ہے۔ نہ صرف ٹرانسمیشن فریکوئنسی بینڈ زیادہ موڈ کے ساتھ فائبر سے زیادہ وسیع ہے، بلکہ ایس ایم ایف کی مادی بازی اور ساختی بازی بھی شامل اور آفسیٹ کی جاتی ہے، اور اس کی ترکیب کی خصوصیت صفر بازی کی خصوصیت بنتی ہے، جو ٹرانسمیشن فریکوئنسی بینڈ کو وسیع تر بناتی ہے۔ . ایس ایم ایف میں، ڈوپینٹس اور مینوفیکچرنگ کے طریقوں میں فرق کی وجہ سے بہت سی قسمیں ہیں۔ DePr-essed Clad Fiber (DePr-essed Clad Fiber)، اس کی کلیڈنگ ایک دوہرا ڈھانچہ بناتی ہے، اور کور سے ملحق کلیڈنگ میں بیرونی الٹی کلیڈنگ سے کم ریفریکٹیو انڈیکس ہوتا ہے۔
ملٹی موڈ فائبر
ملٹی موڈ فائبر سے مراد وہ فائبر ہے جس میں فائبر کا ممکنہ پروپیگیشن موڈ کام کرنے والی طول موج کے مطابق متعدد طریقوں پر مشتمل ہوتا ہے، جسے ملٹی موڈ فائبر (MMF: MULti ModeFiber) کہتے ہیں۔ بنیادی قطر 50μm ہے، اور چونکہ ٹرانسمیشن موڈ کئی سو تک پہنچ سکتا ہے، SMF کے مقابلے میں، ٹرانسمیشن بینڈوتھ بنیادی طور پر موڈل ڈسپریشن کا غلبہ رکھتی ہے۔ تاریخی طور پر، یہ کیبل ٹیلی ویژن اور مواصلاتی نظام میں مختصر فاصلے کی ترسیل کے لیے استعمال ہوتا رہا ہے۔ SMF فائبر کے ظہور کے بعد سے، ایسا لگتا ہے کہ اس نے ایک تاریخی مصنوعہ تشکیل دیا ہے۔ لیکن درحقیقت، کیونکہ MMF کا بنیادی قطر SMF سے بڑا ہے اور روشنی کے ذرائع جیسے LEDs کے ساتھ ملانا آسان ہے، اس لیے بہت سے LANs میں اس کے زیادہ فوائد ہیں۔ لہذا، MMF اب بھی مختصر فاصلے کے مواصلات کے میدان میں دوبارہ توجہ حاصل کر رہا ہے. جب MMF کو ریفریکٹیو انڈیکس ڈسٹری بیوشن کے مطابق درجہ بندی کیا جاتا ہے تو اس کی دو قسمیں ہوتی ہیں: گریڈینٹ (GI) قسم اور قدم (SI) قسم۔ GI قسم کا اضطراری انڈیکس کور کے مرکز میں سب سے زیادہ ہوتا ہے، اور آہستہ آہستہ کلیڈنگ کے ساتھ ساتھ کم ہوتا جاتا ہے۔ جیسا کہ SI قسم کی روشنی کی لہر آپٹیکل فائبر میں منعکس ہوتی ہے، ہر روشنی کے راستے کا وقت کا فرق پیدا ہوتا ہے، جس کی وجہ سے خارج ہونے والی روشنی کی لہر مسخ ہو جاتی ہے اور رنگ کا جھٹکا بڑا ہوتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، ٹرانسمیشن بینڈوڈتھ کو تنگ کر دیا گیا ہے، اور فی الحال SI قسم کی MMF ایپلی کیشنز کم ہیں۔
بازی منتقل فائبر
جب سنگل موڈ فائبر کی آپریٹنگ ویو لینتھ 1.3Pm ہوتی ہے، تو موڈ فیلڈ کا قطر تقریباً 9Pm ہوتا ہے، اور اس کا ٹرانسمیشن نقصان تقریباً 0.3dB/km ہوتا ہے۔ اس وقت، صفر کی بازی طول موج ٹھیک 1.3pm پر ہے۔ کوارٹج آپٹیکل فائبرز میں، 1.55pm حصے میں ٹرانسمیشن نقصان خام مال سے سب سے چھوٹا (تقریبا 0.2dB/km) ہے۔ چونکہ عملی ایربیم ڈوپڈ فائبر ایمپلیفائر (EDFA) 1.55pm بینڈ میں کام کرتا ہے، اگر اس بینڈ میں صفر کی بازی حاصل کی جاسکتی ہے، تو یہ 1.55pm بینڈ میں لمبی دوری کی ترسیل کے اطلاق کے لیے زیادہ سازگار ہوگا۔ لہذا، فائبر مواد میں کوارٹج مواد کے پھیلاؤ اور بنیادی ڈھانچے کے پھیلاؤ کی جامع آفسیٹ خصوصیات کو چالاکی سے استعمال کرتے ہوئے، 1.3Pm حصے کی اصل صفر بازی کو 1.55pm حصے میں منتقل کیا جا سکتا ہے تاکہ صفر کی بازی بن جائے۔ اس لیے اسے ڈسپرشن شفٹڈ فائبر (DSF: DispersionShifted Fiber) کا نام دیا گیا ہے۔ ساختی بازی کو بڑھانے کا طریقہ بنیادی طور پر کور کی اضطراری انڈیکس کی تقسیم کی کارکردگی کو بہتر بنانا ہے۔ آپٹیکل کمیونیکیشن کی لمبی دوری کی ترسیل میں، صفر فائبر کی بازی اہم ہے، لیکن صرف ایک نہیں۔ دیگر خصوصیات میں کم نقصان، آسان کنکشن، کیبل کی تشکیل یا کام کے دوران خصوصیات میں چھوٹی تبدیلیاں شامل ہیں (بشمول موڑنے، کھینچنے اور ماحولیاتی تبدیلیوں کے اثرات)۔ DSF کو ان عوامل پر جامع طور پر غور کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔
بازی فلیٹ فائبر
ڈسپرشن شفٹڈ فائبر (DSF) ایک سنگل موڈ فائبر ہے جو 1.55pm بینڈ میں زیرو ڈسپریشن کے ساتھ ڈیزائن کیا گیا ہے۔ ڈسپریشن فلیٹنڈ فائبر (DFF: Dispersion Flatted Fiber) کی طول موج کی حد 1.3Pm سے 1.55pm تک ہوتی ہے۔ بازی کو بہت کم بنایا جا سکتا ہے، اور فائبر جو تقریباً صفر کی بازی حاصل کرتا ہے اسے DFF کہا جاتا ہے۔ کیونکہ DFF کو دوپہر 1.3pm سے 1.55pm کی حد میں بازی کو کم کرنا ہے۔ آپٹیکل فائبر کی ریفریکٹیو انڈیکس ڈسٹری بیوشن کے لیے ایک پیچیدہ ڈیزائن کو انجام دینا ضروری ہے۔ تاہم، اس قسم کا فائبر طول موج ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (WDM) لائنوں کے لیے بہت موزوں ہے۔ کیونکہ ڈی ایف ایف فائبر کا عمل زیادہ پیچیدہ ہے، قیمت زیادہ مہنگی ہے. مستقبل میں، جیسے جیسے پیداوار بڑھے گی، قیمتیں بھی کم ہوں گی۔
بازی معاوضہ فائبر
سنگل موڈ ریشوں کا استعمال کرتے ہوئے ٹرنک سسٹمز کے لیے، ان میں سے زیادہ تر 1.3pm بینڈ میں صفر کی بازی کے ساتھ ریشوں کا استعمال کرتے ہوئے بنائے جاتے ہیں۔ تاہم، اب سب سے چھوٹا نقصان 1.55pm ہے۔ EDFA کے عملی استعمال کی وجہ سے، یہ بہت فائدہ مند ہوگا اگر 1.55pm طول موج کو 1.3pm کے زیرو ڈسپریشن فائبر پر چلایا جا سکے۔ کیونکہ، 1.3Pm زیرو ڈسپریشن فائبر میں، 1.55Pm بینڈ میں بازی تقریباً 16ps/km/nm ہے۔ اگر اس آپٹیکل فائبر لائن میں ڈسپریشن کے مخالف نشان کے ساتھ فائبر کا کوئی حصہ ڈالا جائے تو پوری آپٹیکل لائن کی بازی صفر ہو سکتی ہے۔ اس مقصد کے لیے استعمال ہونے والے فائبر کو ڈسپریشن کمپنسیشن فائبر (DCF: DisPersion Compe-nsation Fiber) کہا جاتا ہے۔ معیاری 1.3pm زیرو ڈسپریشن فائبر کے مقابلے میں، DCF میں ایک پتلا کور قطر اور ایک بڑا ریفریکٹیو انڈیکس فرق ہے۔ DCF WDM آپٹیکل لائنوں کا ایک اہم حصہ بھی ہے۔
پولرائزیشن ریشہ کو برقرار رکھنے
آپٹیکل فائبر میں پھیلنے والی روشنی کی لہروں میں برقی مقناطیسی لہروں کی خصوصیات ہوتی ہیں، لہٰذا بنیادی روشنی کی لہر واحد موڈ کے علاوہ، بنیادی طور پر برقی مقناطیسی فیلڈ (TE، TM) کی تقسیم کے دو آرتھوگونل موڈز ہوتے ہیں۔ عام طور پر، کیونکہ فائبر سیکشن کی ساخت سرکلر طور پر ہموار ہوتی ہے، دو پولرائزیشن موڈز کے پروپیگیشن کنسٹینٹ برابر ہوتے ہیں، اور دو پولرائزڈ لائٹس ایک دوسرے کے ساتھ مداخلت نہیں کرتی ہیں۔ تاہم، حقیقت میں، ریشہ مکمل طور پر سرکلر نہیں ہے. پولرائزیشن طریقوں کے درمیان امتزاج کے عوامل آپٹیکل محور پر بے قاعدگی سے تقسیم ہوتے ہیں۔ پولرائزڈ لائٹ میں اس تبدیلی کی وجہ سے پھیلاؤ کو پولرائزیشن موڈ ڈسپریشن (PMD) کہا جاتا ہے۔ کیبل ٹی وی کے لیے، جو بنیادی طور پر تصاویر کو تقسیم کرتا ہے، اثر بہت بڑا نہیں ہے، لیکن کچھ خدمات کے لیے جن کے لیے مستقبل میں الٹرا وائیڈ بینڈ کے لیے خصوصی تقاضے ہیں، جیسے:
① جب مربوط مواصلات میں ہیٹروڈائن کا پتہ لگانے کا استعمال کیا جاتا ہے، جب روشنی کی لہر پولرائزیشن کو زیادہ مستحکم کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔
②جب آپٹیکل آلات کی ان پٹ اور آؤٹ پٹ خصوصیات پولرائزیشن سے متعلق ہیں؛
③ پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے آپٹیکل کپلر اور پولرائزر یا ڈیپولرائزر وغیرہ بناتے وقت؛
④ آپٹیکل فائبر سینسرز بنائیں جو روشنی کی مداخلت وغیرہ کا استعمال کرتے ہیں۔
جہاں پولرائزیشن کو مستقل رکھنے کی ضرورت ہوتی ہے، وہ فائبر جس میں پولرائزیشن سٹیٹ کو غیر تبدیل کرنے کے لیے تبدیل کیا گیا ہے اسے پولرائزیشن مینٹیننگ فائبر (PMF: پولرائزیشن مینٹیننگ فائبر) یا فکسڈ پولرائزیشن فائبر کہا جاتا ہے۔
بریفنگنٹ فائبر
بریفنگنٹ فائبر سے مراد ایک واحد موڈ فائبر ہے جو دو موروثی پولرائزیشن طریقوں کو منتقل کرسکتا ہے جو ایک دوسرے کو آرتھوگونل ہیں۔ وہ رجحان جس میں ریفریکٹو انڈیکس انحراف کی سمت کے ساتھ مختلف ہوتا ہے اسے بائرفرنجنس کہا جاتا ہے۔ اسے پانڈا فائبر بھی کہا جاتا ہے، یعنی پولرائزیشن مینٹائی ننگ اور جذب کو کم کرنے والا فائبر۔ یہ کور کی دو ٹرانسورس سمتوں میں ترتیب دیا گیا ہے، شیشے کے حصے کے ساتھ ایک بڑے تھرمل ایکسپینشن گتانک اور ایک سرکلر کراس سیکشن۔ ہائی ٹمپریچر فائبر ڈرائنگ کے عمل میں، یہ پرزے سکڑ جاتے ہیں، جس کے نتیجے میں کور کی y سمت میں کھینچا جاتا ہے، اور ساتھ ہی ساتھ ایکس ڈائریکشن میں دبانے والا دباؤ۔ اس کے نتیجے میں فائبر مواد کا فوٹو ایلاسٹک اثر ہوتا ہے، اور X سمت اور y سمت میں ریفریکٹیو انڈیکس میں فرق ہوتا ہے۔ اس اصول کے مطابق پولرائزیشن کو مستقل رکھنے کا اثر حاصل ہوتا ہے۔
اینٹی خراب ماحول فائبر
مواصلات کے لیے آپٹیکل فائبر کا عام کام کرنے والے ماحول کا درجہ حرارت -40 ℃ اور +60 ℃ کے درمیان ہوسکتا ہے، اور ڈیزائن بھی اس بنیاد پر ہے کہ یہ بڑی مقدار میں تابکاری کے سامنے نہیں آتا ہے۔ اس کے برعکس، کم درجہ حرارت یا زیادہ درجہ حرارت اور سخت ماحول کے لیے جو زیادہ دباؤ یا بیرونی قوت کا نشانہ بن سکتا ہے، اور تابکاری کا شکار ہو سکتا ہے، وہ فائبر جو کام بھی کر سکتا ہے، اسے Hard Condition Resistant Fiber (Hard Condition Resistant Fiber) کہا جاتا ہے۔ عام طور پر، آپٹیکل فائبر کی سطح کو میکانکی طور پر بچانے کے لیے، پلاسٹک کی ایک اضافی تہہ لیپت ہوتی ہے۔ تاہم، جیسے جیسے درجہ حرارت بڑھتا ہے، پلاسٹک کا حفاظتی کام کم ہو جاتا ہے، جو استعمال کے درجہ حرارت کو محدود کر دیتا ہے۔ اگر آپ گرمی سے بچنے والے پلاسٹک، جیسے Teflon (Teflon) اور دیگر رالوں پر سوئچ کرتے ہیں، تو آپ 300°C پر کام کر سکتے ہیں۔ کوارٹج شیشے کی سطح پر نکل (نی) اور ایلومینیم (ال) جیسی دھاتیں بھی موجود ہیں۔ اس قسم کے فائبر کو ہیٹ ریزسٹنٹ فائبر (Heat Resistant Fiber) کہا جاتا ہے۔ اس کے علاوہ، جب آپٹیکل فائبر تابکاری سے شعاع کرتا ہے، تو آپٹیکل نقصان بڑھ جائے گا۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ جب کوارٹج شیشے کو تابکاری کا سامنا کرنا پڑتا ہے، ساختی نقائص (جسے کلر سنٹر: کلر سینٹر بھی کہا جاتا ہے) شیشے میں ظاہر ہوں گے، اور نقصان خاص طور پر 0.4～0.7pm کی طول موج میں بڑھ جائے گا۔ روک تھام کا طریقہ OH یا F عنصر کے ساتھ ڈوپڈ کوارٹج گلاس پر سوئچ کرنا ہے، جو تابکاری کی وجہ سے ہونے والے نقصان کے نقائص کو دبا سکتا ہے۔ اس قسم کے فائبر کو ریڈی ایشن ریزسٹنٹ فائبر کہا جاتا ہے، اور یہ زیادہ تر نیوکلیئر پاور اسٹیشن کی نگرانی کے لیے آپٹیکل فائبر آئینے میں استعمال ہوتا ہے۔
ہرمیٹک لیپت فائبر
مکینیکل طاقت اور آپٹیکل فائبر کے نقصان کے طویل مدتی استحکام کو برقرار رکھنے کے لیے، شیشے کی سطح کو غیر نامیاتی مواد جیسے سیلیکون کاربائیڈ (SiC)، ٹائٹینیم کاربائیڈ (TiC)، اور کاربن (C) سے پانی کو روکنے کے لیے لیپت کیا جاتا ہے۔ اور ہائیڈروجن باہر سے آنے سے۔ تیار شدہ آپٹیکل فائبر کا پھیلاؤ (HCF Hermetically Coated Fiber)۔ فی الحال، یہ عام طور پر کیمیائی بخارات جمع کرنے (CVD) کی پیداوار کے عمل میں استعمال کیا جاتا ہے تاکہ کافی سگ ماہی اثر حاصل کرنے کے لیے ایک کاربن کی تہہ کو تیز رفتاری سے جمع کیا جا سکے۔ یہ کاربن لیپت آپٹیکل فائبر (CCF) بیرونی ہائیڈروجن مالیکیولز سے آپٹیکل فائبر کی مداخلت کو مؤثر طریقے سے کاٹ سکتا ہے۔ یہ اطلاع دی جاتی ہے کہ اسے کمرے کے درجہ حرارت پر ہائیڈروجن ماحول میں نقصان بڑھائے بغیر 20 سال تک برقرار رکھا جا سکتا ہے۔ بلاشبہ، اس کا تھکاوٹ گتانک (تھکاوٹ پیرامیٹر) نمی کی مداخلت کو روکنے اور میکانکی طاقت کے تھکاوٹ کے عمل میں تاخیر کرنے میں 200 سے زیادہ تک پہنچ سکتا ہے۔ لہذا، HCF ایسے نظاموں میں استعمال کیا جاتا ہے جو سخت ماحول میں اعلی وشوسنییتا کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے سب میرین آپٹیکل کیبلز۔
کاربن لیپت فائبر
کوارٹج آپٹیکل فائبر کی سطح پر کاربن فلم کے ساتھ لیپت ایک آپٹیکل فائبر کو کاربن لیپت فائبر (CCF: Carbon Coated Fiber) کہا جاتا ہے۔ میکانزم یہ ہے کہ آپٹیکل فائبر کی سطح کو بیرونی دنیا سے الگ کرنے کے لیے ایک گھنے کاربن فلم کا استعمال کیا جائے تاکہ آپٹیکل فائبر کے میکانکی تھکاوٹ کے نقصان کو بہتر بنایا جا سکے اور ہائیڈروجن مالیکیولز کے نقصان کو بڑھایا جا سکے۔ CCF ہرمیٹک لیپت آپٹیکل فائبر (HCF) کی ایک قسم ہے۔
دھاتی لیپت آپٹیکل فائبر
Metal Coated Fiber (Metal Coated Fiber) ایک آپٹیکل فائبر ہے جو آپٹیکل فائبر کی سطح پر دھات کی تہہ جیسے Ni، Cu، Al وغیرہ کے ساتھ لیپت ہوتا ہے۔ گرمی کی مزاحمت کو بہتر بنانے اور انرجیائزیشن اور ویلڈنگ کے لیے دستیاب ہونے کے مقصد سے دھات کی تہہ کے باہر پلاسٹک کی کوٹنگز بھی موجود ہیں۔ یہ مخالف خراب ماحول آپٹیکل ریشوں میں سے ایک ہے، اور اسے الیکٹرانک سرکٹس کے جزو کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ابتدائی مصنوعات کو ڈرائنگ کے عمل کے دوران پگھلی ہوئی دھات کی کوٹنگ کے ذریعے بنایا گیا تھا۔ چونکہ یہ طریقہ شیشے اور دھات کے درمیان توسیع کے گتانک میں بہت زیادہ فرق رکھتا ہے، اس سے چھوٹے موڑنے والے نقصان میں اضافہ ہوگا، اور عملی شرح زیادہ نہیں ہے۔ حال ہی میں، گلاس آپٹیکل فائبر کی سطح پر کم نقصان والے غیر الیکٹرولائٹک کوٹنگ کے طریقہ کار کی کامیابی کی وجہ سے، کارکردگی بہت بہتر ہوئی ہے۔
نایاب ارتھ ڈوپڈ فائبر
فائبر کور میں، فائبر کو زمین کے نادر عناصر جیسے Er، Nd، اور Pr کے ساتھ ڈوپ کیا جاتا ہے۔ 1985 میں، برطانیہ کی یونیورسٹی آف ساؤتھمپٹن کے پینے نے پہلی بار دریافت کیا کہ Rare Earth DoPed Fiber (Rare Earth DoPed Fiber) میں لیزر آسکیلیشن اور لائٹ ایمپلیفیکیشن کا رجحان موجود ہے۔ لہٰذا اس کے بعد سے بیت جیسی نوری وسعت کا پردہ چاک ہو گیا۔ 1.55pm EDFA جو اب عملی ہے بیت ڈوپڈ سنگل موڈ فائبر کا استعمال کرنا اور 1.55pm آپٹیکل سگنل ایمپلیفیکیشن حاصل کرنے کے لیے جوش کے لیے 1.47pm لیزر کا استعمال کرنا ہے۔ اس کے علاوہ، ایرر ڈوپڈ فلورائیڈ فائبر ایمپلیفائرز (PDFA) تیار ہو رہے ہیں۔
رامن فائبر
رمن اثر کا مطلب ہے کہ جب فریکوئنسی f کی یک رنگی روشنی کسی مادے میں پیش کی جاتی ہے تو فریکوئنسی f کے علاوہ f±fR اور f±2fR کی بکھری ہوئی روشنی بکھری ہوئی روشنی میں ظاہر ہوگی۔ اس رجحان کو رمن اثر کہا جاتا ہے۔ . کیونکہ یہ مادہ کی سالماتی حرکت اور جالی حرکت کے درمیان توانائی کے تبادلے سے پیدا ہوتا ہے۔ جب کوئی مادہ توانائی جذب کرتا ہے تو روشنی کی کمپن کی تعداد کم ہو جاتی ہے، اور بکھری ہوئی روشنی کو سٹوکس لائن کہا جاتا ہے۔ اس کے برعکس، بکھری ہوئی روشنی جو مادے سے توانائی حاصل کرتی ہے اور کمپن کی تعداد میں اضافہ کرتی ہے اسے اینٹی اسٹوکس لائن کہا جاتا ہے۔ لہذا، کمپن نمبر کا انحراف FR توانائی کی سطح کو ظاہر کرتا ہے اور مادہ میں موجود قدر کو ظاہر کر سکتا ہے۔ اس نان لائنر میڈیم کو استعمال کرکے بنائے گئے فائبر کو رمن فائبر (RF: Raman Fiber) کہا جاتا ہے۔ لمبی دوری کے پھیلاؤ کے لیے چھوٹے فائبر کور میں روشنی کو محدود کرنے کے لیے، روشنی اور مادے کے درمیان تعامل کا اثر ظاہر ہو گا، جو سگنل کی لہر کی شکل کو غیر مسخ کر سکتا ہے اور لمبی دوری کی ترسیل کا احساس کر سکتا ہے۔ جب ان پٹ لائٹ کو بڑھایا جائے گا تو مربوط حوصلہ افزائی بکھری ہوئی روشنی حاصل کی جائے گی۔ رامان فائبر لیزرز کا استعمال رمن بکھری ہوئی روشنی کو محسوس کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، جسے سپیکٹروسکوپک پیمائش اور فائبر ڈسپریشن ٹیسٹنگ کے لیے طاقت کے ذرائع کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، آپٹیکل فائبر کی لمبی دوری کی کمیونیکیشن میں، حوصلہ افزائی رمن سکیٹرنگ، آپٹیکل ایمپلیفائر کے طور پر زیر مطالعہ ہے۔
سنکی فائبر
معیاری آپٹیکل فائبر کا کور کلیڈنگ کے بیچ میں رکھا گیا ہے، اور کور اور کلیڈنگ کی کراس سیکشنل شکل مرتکز ہے۔ تاہم، مختلف استعمال کی وجہ سے، ایسے معاملات بھی موجود ہیں جہاں بنیادی پوزیشن، بنیادی شکل، اور کلیڈنگ کی شکل کو مختلف حالتوں میں بنایا جاتا ہے یا کلیڈنگ کو ایک خاص شکل کا ڈھانچہ بنانے کے لیے سوراخ کیا جاتا ہے۔ معیاری آپٹیکل ریشوں کے مقابلے میں، ان آپٹیکل ریشوں کو خصوصی شکل والے آپٹیکل فائبر کہا جاتا ہے۔ Excentric Core Fiber (Excentric Core Fiber)، یہ ایک قسم کا خاص سائز کا فائبر ہے۔ کور کو مرکز سے دور رکھا گیا ہے اور کلیڈنگ کی بیرونی لائن کی سنکی پوزیشن کے قریب ہے۔ چونکہ کور سطح کے قریب ہے، اس لیے روشنی کے میدان کا کچھ حصہ کلیڈنگ پر پھیل جائے گا (اسے ایونیسنٹ ویو کہا جاتا ہے)۔ اس رجحان کا استعمال کرتے ہوئے، منسلک مادہ کی موجودگی یا غیر موجودگی اور ریفریکٹو انڈیکس میں تبدیلیوں کا پتہ لگایا جا سکتا ہے. سنکی فائبر (ECF) بنیادی طور پر مادوں کا پتہ لگانے کے لیے آپٹیکل فائبر سینسر کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ آپٹیکل ٹائم ڈومین ریفلوکومیٹر (OTDR) ٹیسٹ کے طریقے کے ساتھ مل کر، اسے ڈسٹری بیوشن سینسر کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔
چمکدار ریشہ
فلوروسینٹ مواد سے بنے آپٹیکل فائبر کا استعمال کریں۔ یہ فلوروسینس کا ایک حصہ ہے جو روشنی کی لہروں جیسے تابکاری، الٹرا وایلیٹ شعاعوں وغیرہ سے شعاع کرتا ہے، جو آپٹیکل فائبر کو بند کر کے آپٹیکل فائبر کے ذریعے منتقل کیا جا سکتا ہے۔ Luminescent Fiber (Luminescent Fiber) کو تابکاری اور بالائے بنفشی شعاعوں کے ساتھ ساتھ طول موج کی تبدیلی، یا درجہ حرارت سینسر، کیمیائی سینسر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ تابکاری کا پتہ لگانے میں اسے سنٹیلیشن فائبر بھی کہا جاتا ہے۔ فلوروسینٹ مواد اور ڈوپنگ کے نقطہ نظر سے، پلاسٹک آپٹیکل ریشوں کو تیار کیا جا رہا ہے.
ملٹی کور فائبر
ایک عام آپٹیکل فائبر ایک بنیادی خطہ اور اس کے اردگرد ایک کلیڈنگ ریجن پر مشتمل ہوتا ہے۔ تاہم، ملٹی کور فائبر میں ایک مشترکہ کلیڈنگ ایریا میں متعدد کور ہوتے ہیں۔ کور کی ایک دوسرے سے قربت کی وجہ سے، دو کام ہوتے ہیں۔ ایک یہ کہ کور سپیسنگ بڑی ہے، یعنی کوئی آپٹیکل کپلنگ ڈھانچہ نہیں ہے۔ اس قسم کا آپٹیکل فائبر ٹرانسمیشن لائن کے فی یونٹ ایریا میں انضمام کی کثافت کو بڑھا سکتا ہے۔ آپٹیکل کمیونیکیشنز میں، ایک سے زیادہ کور والی ربن کیبلز بنائی جا سکتی ہیں، جبکہ نان کمیونیکیشن فیلڈز میں، آپٹیکل فائبر امیج بنڈل کے طور پر، ہزاروں کور بنائے جاتے ہیں۔ دوسرا کور کے درمیان فاصلے کو قریب کرنا ہے، جس سے روشنی کی لہر کا جوڑا پیدا ہو سکتا ہے۔ اس اصول کو استعمال کرتے ہوئے، ایک ڈبل کور سینسر یا آپٹیکل سرکٹ ڈیوائس تیار کی جا رہی ہے۔
کھوکھلی فائبر
آپٹیکل فائبر کو ایک بیلناکار جگہ بنانے کے لیے ایک کھوکھلی کور میں بنایا جاتا ہے۔ روشنی کی ترسیل کے لیے استعمال ہونے والے آپٹیکل فائبر کو ہولو فائبر (ہالو فائبر) کہا جاتا ہے۔ کھوکھلی آپٹیکل فائبر بنیادی طور پر توانائی کی ترسیل کے لیے استعمال ہوتا ہے، اور اسے ایکس رے، الٹرا وایلیٹ اور دور اورکت روشنی توانائی کی ترسیل کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ کھوکھلی فائبر ڈھانچے کی دو قسمیں ہیں: ایک شیشے کو بیلناکار شکل میں بنانا ہے، اور بنیادی اور کلیڈنگ کے اصول وہی ہیں جو قدمی قسم کے ہیں۔ پھیلانے کے لیے ہوا اور شیشے کے درمیان روشنی کے کل انعکاس کا استعمال کریں۔ چونکہ زیادہ تر روشنی بغیر کسی نقصان کے ہوا میں منتقل کی جا سکتی ہے، اس لیے اس میں ایک خاص فاصلہ پھیلانے کا کام ہوتا ہے۔ دوسرا سلنڈر کی اندرونی سطح کی عکاسی کو 1 کے قریب بنانا ہے، تاکہ عکاسی کے نقصان کو کم کیا جا سکے۔ عکاسی کو بہتر بنانے کے لیے، کام کرنے والی طول موج کی حد میں ہونے والے نقصان کو کم کرنے کے لیے لیمپ میں ایک ڈائی الیکٹرک سیٹ کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، طول موج کا نقصان 10.6pm کئی dB/m تک پہنچ سکتا ہے۔
پولیمر
مواد کے مطابق، غیر نامیاتی آپٹیکل فائبر اور پولیمر آپٹیکل فائبر موجود ہیں. سابق بڑے پیمانے پر صنعت میں استعمال کیا جاتا ہے. غیر نامیاتی آپٹیکل فائبر مواد کو دو اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے: واحد جزو اور کثیر جزو۔ واحد جزو کوارٹج ہے، اور اہم خام مال سلکان ٹیٹرا کلورائیڈ، فاسفورس آکسی کلورائیڈ اور بوران ٹرائیبرومائیڈ ہیں۔ اس کی پاکیزگی کا تقاضا ہے کہ ٹرانزیشن میٹل آئنوں جیسے کاپر، آئرن، کوبالٹ، نکل، مینگنیج، کرومیم اور وینیڈیم کی ناپاکی کا مواد 10ppb سے کم ہو۔ اس کے علاوہ، OH-ion کی ضرورت 10ppb سے کم ہے۔ کوارٹج فائبر بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے. بہت سے کثیر اجزاء والے خام مال ہیں، بنیادی طور پر سلکان ڈائی آکسائیڈ، بوران ٹرائی آکسائیڈ، سوڈیم نائٹریٹ، تھیلیم آکسائیڈ وغیرہ۔ یہ مواد ابھی تک مقبول نہیں ہے۔ پولیمر آپٹیکل فائبر شفاف پولیمر سے بنا ایک آپٹیکل فائبر ہے، جو کہ فائبر کور میٹریل اور شیتھ میٹریل پر مشتمل ہے۔ بنیادی مواد ایک فائبر ہے جو اعلیٰ طہارت اور اعلیٰ ترسیل کرنے والے پولی میتھائل میتھ کرائیلیٹ یا پولی اسٹیرین سے بنا ہے، اور بیرونی تہہ فلورین پر مشتمل پولیمر یا آرگینک سلکان پولیمر ہے۔
پولیمر آپٹیکل فائبر کا آپٹیکل نقصان نسبتاً زیادہ ہے۔ 1982 میں، جاپان ٹیلی گراف اور ٹیلی گراف کمپنی نے ڈیوٹریٹڈ میتھائل میتھ کرائیلیٹ پولیمر فلیمینٹ کو بنیادی مواد کے طور پر استعمال کیا، اور آپٹیکل نقصان کی شرح کو 20dB/km تک کم کر دیا گیا۔ تاہم، پولیمر آپٹیکل فائبر کی خصوصیت یہ ہے کہ یہ بڑے سائز، بڑے عددی اپرچر آپٹیکل فائبر، روشنی کے منبع کی اعلیٰ جوڑے کی کارکردگی، اچھی لچک، ہلکا سا موڑنے سے روشنی کی رہنمائی کی صلاحیت پر کوئی اثر نہیں پڑتا، آسان ترتیب اور بانڈنگ، استعمال میں آسان۔ ، اور کم قیمت۔ تاہم، آپٹیکل نقصان بڑا ہے، اور یہ صرف مختصر فاصلے میں استعمال کیا جا سکتا ہے. 10～100dB/km کے آپٹیکل نقصان کے ساتھ آپٹیکل فائبر سینکڑوں میٹر منتقل کر سکتا ہے
پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے فائبر
پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے فائبر: پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والا فائبر لکیری طور پر پولرائزڈ روشنی کو منتقل کرتا ہے، جو قومی معیشت کے مختلف شعبوں جیسے ایرو اسپیس، ایوی ایشن، نیویگیشن، صنعتی مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی اور مواصلات میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ آپٹیکل کوہرنٹ ڈٹیکشن پر مبنی انٹرفیومیٹرک فائبر سینسر میں، پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے فائبر کا استعمال اس بات کو یقینی بنا سکتا ہے کہ لکیری پولرائزیشن سمت میں کوئی تبدیلی نہیں، مربوط سگنل ٹو شور کے تناسب کو بہتر بنایا جا سکتا ہے، اور جسمانی مقداروں کی اعلی درستگی کی پیمائش حاصل کی جا سکتی ہے۔ ایک خاص قسم کے آپٹیکل فائبر کے طور پر، پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے فائبر بنیادی طور پر سینسرز جیسے فائبر آپٹک گائروسکوپس، فائبر آپٹک ہائیڈروفونز، اور فائبر آپٹک کمیونیکیشن سسٹم جیسے DWDM اور EDFA میں استعمال ہوتے ہیں۔ چونکہ فائبر آپٹک گائروسکوپس اور فائبر آپٹک ہائیڈرو فونز کو ملٹری انرشل نیویگیشن اور سونار میں استعمال کیا جا سکتا ہے، یہ ہائی ٹیک مصنوعات ہیں، اور پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والا فائبر اس کا بنیادی جزو ہے، اس لیے پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے فائبر کو چین کے خلاف پابندیوں کی فہرست میں شامل کیا گیا ہے۔ مغربی ترقی یافتہ ممالک کی طرف سے. پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے فائبر کی ڈرائنگ کے عمل میں، فائبر کے اندر پیدا ہونے والے ساختی نقائص کی وجہ سے، پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والی کارکردگی کم ہو جائے گی۔ یعنی، جب لکیری طور پر پولرائزڈ روشنی فائبر کے مخصوص محور کے ساتھ منتقل ہوتی ہے، تو آپٹیکل سگنل کا ایک حصہ دوسرے میں جوڑا جائے گا، خصوصیت کا محور بالآخر آؤٹ پٹ پولرائزڈ لائٹ سگنل کے پولرائزیشن ختم ہونے کے تناسب میں کمی کا باعث بنتا ہے۔ یہ خرابی ریشہ میں birefringence اثر کو متاثر کرتی ہے۔ پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے فائبر میں، بائرفرنجنس اثر جتنا مضبوط ہوگا اور طول موج جتنی کم ہوگی، منتقل شدہ روشنی کی پولرائزیشن حالت کو برقرار رکھنا اتنا ہی بہتر ہوگا۔
پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے فائبر کی درخواست اور مستقبل کی ترقی کی سمت
پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے آپٹیکل فائبر کی اگلے چند سالوں میں مارکیٹ میں زیادہ مانگ ہوگی۔ دنیا میں نئی ٹیکنالوجیز کی تیز رفتار ترقی اور نئی مصنوعات کی مسلسل ترقی کے ساتھ، پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے آپٹیکل فائبر مندرجہ ذیل سمتوں میں تیار ہوں گے:
(1) اعلی کارکردگی والے پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے فائبر کی ایک نئی قسم کی تیاری کے لیے فوٹوونک کرسٹل فائبر کی نئی ٹیکنالوجی کا استعمال کریں۔
(2) ایرو اسپیس اور دیگر شعبوں کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے درجہ حرارت کے موافق پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے آپٹیکل فائبر کو تیار کریں۔
(3) آپٹیکل ایمپلیفائرز اور دیگر ڈیوائس ایپلی کیشنز کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے مختلف نایاب ارتھ ڈوپڈ پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے فائبرز تیار کریں۔
(4) اورکت فلکیات کی ٹیکنالوجی کے میدان میں فائبر آپٹک مداخلت ٹیکنالوجی کی ترقی کو فروغ دینے کے لیے فلورائیڈ پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے فائبر تیار کریں۔
(5) کم دھیان والی پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے فائبر: سنگل موڈ فائبر ٹیکنالوجی کی مسلسل بہتری کے ساتھ، نقصان، مواد کی بازی اور ویو گائیڈ ڈسپریشن فائبر کمیونیکیشن کو متاثر کرنے والے اہم عوامل نہیں رہے، اور پولرائزیشن موڈ ڈسپریشن (PMD) موڈ فائبر آہستہ آہستہ ایک حد بن گیا ہے آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن کے معیار کی سب سے سنگین رکاوٹ 10 Gbit/s اور اس سے اوپر کے تیز رفتار آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن سسٹمز میں خاص طور پر نمایاں ہے۔
(6) پولرائزڈ لائٹ ڈیوائسز بنانے کے لیے کیر ایفیکٹ اور فیراڈے روٹیشن ایفیکٹ کا استعمال کریں۔
اس کے علاوہ، مختلف فائبر سروں کے مطابق، یہ ہیں: C-Lens. جی لینس۔ سبز عینک
فولڈنگ عام آپٹیکل فائبر کی وضاحتیں
سنگل موڈ: 8/125μm، 9/125μm، 10/125μm
ملٹی موڈ: 50/125μm، یورپی معیار
62.5/125μm، امریکی معیار
صنعتی، طبی اور کم رفتار نیٹ ورکس: 100/140μm، 200/230μm
پلاسٹک: 98/1000μm، آٹوموبائل کنٹرول کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
