آشنایی با فیبر نوری و نحوه پیدایش کابل فیبر نوری (بخش سه)
از علل این امر می‌توان موارد ذیل را نام برد:
۱) راهکارهای مخابراتی در سیستم‌های جدید بکار گرفته می‌شد.
۲) سیستم‌های جدید با بالاترین فن‌آوری برای داشتن بیشترین ظرفیت کارآمدی، سرعت و دقت طراحی شده بودند.
۳) انتقال توسط خطوط نوری، استفاده از راهکارهای دیجیتالی را ممکن می‌کند .
ویژگی‌های مخابرات فیبر نوری
ویژگی‌های فیبر نوری در حوزه‌های بیشماری کاربرد دارد که در ادامه به برخی از این ویژگیها می‌پردازیم.
الف. قدرت پردازش داده‌ها در حجم زیاد
با توجه به اینکه مخابرات فیبر نوری در مقایسه با سیم‌های مسی سنتی از کارایی بالاتری برخوردار است در حال حاضر انسان‌ها تمایلی ندارند از روش‌های سنتی خود تبعیت کنند و قدرت پردازش حجم زیاد داده‌ها در ارسال‌های فیبر نوری برای آنها جذاب و دلفریب است.
ب. رهایی از نویزهای الکتریکی
یک فیبر نوری دارای بافتی از جنس پلاستیک یا شیشه است و دلیل انتخاب این مواد قدرت رسانش آنها است. بنابراین یک حامل امواج نوری قادر است از پتانسیل مؤثر میدان‌های الکتریکی مصون بماند. از ویژگی‌های مهم این نوع مخابرات آن است که عبور کابل حامل موج نوری را از بین یک میدان الکترو مغناطیسی قوی ممکن می‌کند.
کاربردهای کابل فیبر نوری
پس از آشنایی با فیبر نوری نوبت به کاربردهای آن می‌رسد. فیبر نوری در حوزه‌های بیشماری کاربرد دارد که در ادامه به برخی از این کاربردها می‌پردازیم.
۱. کاربرد کابل فیبر نوری در مخابرات
یکی از رایج ترین موارد استفاده فیبر نوری انتقال داده‌ها بوسیله نور لیزر است.
۲. کاربرد کابل فیبر نوری در حسگرها
حسگرهای فیبر نوری را جهت اندازه‌گیری کمیت‌های فیزیکی همچون جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی، فشار، حرارت، جابجایی، آلودگی آب‌های دریا، سطح مایعات، تشعشعات پرتوهای گاما و ایکس در سال‌های گذشته مورد استفاده قرار داده‌اند. در این نوع حسگرها، از فیبر نوری به عنوان عنصر اصلی حسگر استفاده می‌شود به این‌صورت که قابلیت‌های فیبر در میدان کمیت مورد اندازه‌گیری تغییر کرده و با اندازه شدت کمیت تحت تاثیر قرار می‌گیرند.
۳. کاربردهای نظامی کابل فیبر نوری
فیبر نوری در صنایع جنگ‌افزاری بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد به عنوان مثال می‌توان به برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار، کنترل و هدایت موشکها، ارتباط زیردریایی‌ها (هیدروفون) اشاره کرد.
۴. کاربردهای پزشکی کابل فیبر نوری
یکی دیگر از کاربردهایی که پس از آشنایی با فیبر نوری به آن پرداخته می‌شود این است که فیبر نوری در تشخیص بیماریها و آزمایشهای متفاوت در پزشکی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. مثلا دُزیمتری غدد سرطانی،شناخت نارسایی‌های داخلی بدن، جراحی لیزری، کاربرد در دندانپزشکی و اندازه‌گیری مایعات و خون از جمله کاربردهای آن در علم پزشکی هستند. علاوه بر آن تارهای نوری در دستگاه‌هایی با اسم درون‌بین یا آندوسکوپ استفاده می‌شوند تا به داخل نای، مری، روده و مثانه فرستاده شده و بتوان به این واسطه مستقیما” درون بدن انسان را مشاهده کرد.
۵. کاربرد کابل فیبرنوری در روشنایی
یکی دیگر از کاربردهایی که پس از آشنایی با فیبر نوری به آن پرداخته می‌شود کاربرد آن در روشنایی است. یکی از کاربردهای فیبر نوری که در ماه‌های پایانی قرن بیستم به عنوان یک تکنولوژی روشنایی مرسوم شده و در چند سال آخر قرن گذشته بسیار گسترش یافت کاربرد آن در سیستم‌های روشنایی است. بر اساس این تکنولوژی نور از منبع نوری که می‌تواند نور مصنوعی (نور لامپ‌های الکتریکی) یا نور طبیعی (نور خورشید) باشد به فیبر نوری وارد شده است و به این شیوه به محل مصرف انتقال می‌یابد.
در نتیجه نور به هر نقطه‌ای که در سمت تابش مستقیم آن نیست نیز انتقال می‌یابد . مزیت این نور که باعث شده استفاده از آن بسرعت رشد کند و توجهات بسیاری را به خود جلب کند این است که الکتریسیته گرما و تشعشعات خطرناک ماورای بنفش را نداشته (نور خالص و بی خطر) و موضوع دیگر اینکه بااین تکنولوژی می‌توان نور روز (بدون گرما و اشعه‌های ماورای بنفش) را نیز به درون ساختمان‌ها و نقاطی که به نور خورشید دسترسی ندارند، انتقال داد.
کابل فیبر نوری یک حامل امواج استوانه‌ای شکل از جنس شیشه یا پلاستیک است که دارای دو ناحیه مغزی و غلاف با ضریب شکست متفاوت و دو لایه پوششی اولیه و ثانویه پلاستیکی است. بر اساس قانون اسنل برای انتشار نور در فیبر نوری بایستی دو شرط برقرار باشد که این شرط ها به ترتیب ضریب شکست‌های مغزی و غلاف هستند. عوامل ذاتی و اکتسابی در انتشار نور تاثیرگذار بوده و آن را دچار ضعف می‌کنند. عوامل فوق اکثرا” از جذب فرابنفش، جذب فروسرخ، پراکندگی رایلی، خمش و فشارهای مکانیکی بر آنها بوجود می‌آیند.
کابل فیبرهای نوری نسل سوم
طراحان فیبرهای نسل سوم سعی داشتند فیبرهایی را با حداقل تلفات و پاشندگی تولید کنند. برای اینکه بتوانند به این هدف دست یابند،پژوهشگران از کمترین تلفات در طول موج ۱۵۵۰ نانومتر و از کمترین پاشندگی در طول موج ۱۳۱۰ نانومتر استفاده کردند و به طراحی یک فیبر با ساختاری به نسبت پیچیده‌تر اقدام کردند.
پس از آشنایی با فیبر نوری در عمل با ایجاد یک سری تغییرات در پروفایل ضریب شکست فیبرهای تک مد از نسل دوم، که کمترین پاشندگی آن در محدوده ۱٫۳ میکرو نبود، به محدوده ۱٫۵۵ میکرون منتقل شد و این چنین بود که فیبر نوری با ماهیتی متفاوت با نام فیبر دی. اس. اف (D.S.F. Fiber) تولید شد.
منابع:
