फाइबर ऑप्टिक्स और इसके आवेदन

ऑप्टिकल फाइबर एक उदाहरण दिखाते हैं कि कैसेवैज्ञानिक ज्ञान तकनीकी प्रगति है कि अंततः जीवन आम आदमी के लिए आसान बनाने के लिए स्थानांतरित कर रहा है। कई वर्षों के लिए फाइबर ऑप्टिक्स के साथ जुड़े संचार विद्युत संकेतों संचारण के लिए मायने रखता है। एक मानव बाल की पतला धागा आकार फाइबर ऑप्टिक्स की उच्च परिचालन क्षमताओं की वजह से संकेत है कि फोन संचालित करने के लिए आवश्यक हैं, इंटरनेट कनेक्शन, टीवी और इतने पर। बेशक डी, की एक विस्तृत श्रृंखला के प्रसारण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता लागू किया गया है न केवल घरेलू जरूरतों के लिए।

फाइबर के माध्यम से सिग्नल ट्रांसमिशन की तकनीक

स्वयं के द्वारा, ऑप्टिकल फाइबर के उपयोग के रूप मेंसिग्नल ट्रांसलेटर केवल उस ज्ञान का एक हिस्सा है जो खुला है, जो फाइबर ऑप्टिक्स के वैज्ञानिक खंड में पता लगाया गया है। इस क्षेत्र के विशेषज्ञ सूचना के संचरण और प्रकाश के प्रचार का अध्ययन करने में लगे हुए हैं, और एक संदर्भ में, प्रकाश गाइडों के साथ मिलकर। उत्तरार्द्ध प्रकाश वितरकों और सूचना के ट्रांसमीटर के रूप में दोनों के रूप में उपयोग किया जाता है। वैसे, एलईडी लेजर टेक्नोलॉजीज के विकास की आधुनिक लाइनों पर आधारित हैं। इस मामले में, एक और सवाल अधिक दिलचस्प है: क्या घटना फाइबर ऑप्टिक्स का आधार है? पृथक अपवर्तक इंडेक्स वाले डायलिक्टर की सीमाओं के भीतर (पूर्ण) विद्युत चुंबकीय विकिरण के आंतरिक प्रतिबिंब की यह घटना इसके अलावा, सूचना का वाहक एक विद्युत चुम्बकीय संकेत नहीं है, बल्कि एक एन्कोडेड प्रकाश प्रवाह है। पारंपरिक धातु केबल्स के सामने फाइबर ऑप्टिक केबलों की श्रेष्ठता की डिग्री को समझने के लिए, यह एक बार फिर उनके बैंडविड्थ को चालू करने के लिए सार्थक है। पहले से उल्लेख किए गए फाइबर धागा, जिसकी मोटाई 0.5 मिमी से अधिक नहीं है, वह जानकारी की मात्रा को संचारित करने में सक्षम है, जो सामान्य तांबे की तारों को केवल 50 मिमी की मोटाई पर ही काम करेगी।

ऑप्टिकल फाइबर विनिर्माण के तरीके

इसके दो मुख्य तरीके हैं जिसके द्वाराएक ऑप्टिकल फाइबर का उत्पादन किया जाता है यह एक एक्सट्रूज़न तकनीक है और प्रीफॉर्म्स का उपयोग कर पिघल रहा है। पहली तकनीक प्लास्टिक के आधार पर कम गुणवत्ता की सामग्री प्राप्त करने की अनुमति देती है, इसलिए आज यह व्यावहारिक रूप से उपयोग नहीं किया गया है। दूसरी विधि को मुख्य और सबसे प्रभावी माना जाता है प्रीफॉर्म - एक रिक्त, ड्रॉइंग थ्रेड्स के लिए डिज़ाइन संरचना में स्थित है। आधुनिक मानकों के अनुसार, preforms कई मीटर के ऊपर की ऊंचाई सकते हैं बाहरी रूप से यह लगभग 10 सेमी के व्यास के साथ एक ग्लास रॉड है, जिसमें से फिलामेंट का मूल पिघला हुआ है विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान, फाइबर मिश्रण के साथ कोर उच्च तापमान को गरम किया जाता है, जिसके बाद थ्रेड्स बनते हैं। परिणामी सामग्री की लंबाई कई किलोमीटर तक पहुंच सकती है, हालांकि व्यास अपरिवर्तित रहता है - यह स्वचालित नियामकों द्वारा नियंत्रित किया जाता है। जहां फाइबर ऑप्टिक्स का उपयोग किया जाएगा, उसके आधार पर, इसके लिए सामग्री का प्रारंभिक रूप से कोटिंग्स के साथ इलाज किया जा सकता है जो रासायनिक और भौतिक सुरक्षा प्रदान करते हैं। यार्न के मिश्रण के लिए, इसमें आमतौर पर पॉलिमिमाइड, एक्रिलेट और सिलिकॉन जैसी सामग्री शामिल होती है।

फाइबर की डिज़ाइन फीचर्स

रेशा का मध्य भाग नाभिक हैफाइबर का मुख्य केंद्र, जो शोषण की प्रक्रिया में प्रकाश फैलाएगा। मुख्य प्रकाश की उच्च अपवर्तक अनुक्रमित की विशेषता है, जो विशिष्ट योजक के साथ संशोधन के साथ ग्लास डोपिंग का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, क्वार्ट्ज फाइबर डोपैंट जैसे सामान्य अपवर्तक घटकों का उपयोग करते हैं। बदले में, शेल कई कार्यों को करता है, मुख्य रूप से कोर की तात्कालिक शारीरिक सुरक्षा है यह भाग अपवर्तन का प्रभाव भी प्रदान करता है, लेकिन न्यूनतम गुणांक के साथ। दो सामग्रियों के बीच की सीमा एक लाइटगाइड संरचना बनाती है जो मुख्य के प्रकाश की मुख्य मात्रा से परे जाने की अनुमति नहीं देता है। यह भी ध्यान देने योग्य है कि फाइबर ऑप्टिक्स के मूलभूत तत्व फाइबर के प्रकार के रूप में सामग्री को वर्गीकृत करते हैं। अधिक सटीक होने के लिए, हम ढांकता हुआ तरंगगुणों से काम कर रहे हैं जो प्रकाश संकेतों को संचारित करते हैं।

ऑप्टिकल फाइबर की किस्मों

सबसे आम क्वार्ट्ज, प्लास्टिक और हैंफ्लोराइड फाइबर क्वार्ट्ज filaments ऑक्साइड पर आधारित हैं पिघला देता है या संरचनात्मक रूप से इसी तरह की सामग्री, उनमें से डीसीड सिलिकॉन ऑक्साइड। यह आधार लचीला और लम्बे तंतुओं का उत्पादन करना संभव बनाता है, जिन्हें उच्च मैकेनिकल शक्ति द्वारा भी अलग किया जाता है। फाइबर ऑप्टिक ऑप्टिक पॉलिमर से बना है और, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, उच्च प्रदर्शन प्रदान नहीं कर सकता। विशेष रूप से, ऐसे धागे में डेटा हानि का एक उच्च प्रतिशत होता है, जो क्षेत्रों की मांग में उनके उपयोग को सीमित करता है। दूसरी तरफ, प्लास्टिक फाइबर की कीमत उपलब्धता घरेलू सामान के लिए उन्मुख दिशा में इस सामग्री की मांग रखती है। फ्लोराइड ऑप्टिकल सामग्रियों के लिए, उनका आधार फ्लोरोसाइनानेट और फ्लोरोअलायमेट ग्लास पर आधारित है। ये ऑप्टिकल संचार प्रदान करने के लिए काफी आधुनिक और तकनीकी समाधान हैं, लेकिन संरचना में भारी धातुओं की सामग्री भी उनको इस्तेमाल करने की अनुमति नहीं देती, उदाहरण के लिए, चिकित्सा उद्योग में

ऑप्टिकल फाइबर के लिए उपकरण मापना

सबसे आम उपकरण है किऑप्टिकल फाइबर के साथ सेट में प्रयुक्त, सेंसर और ब्रैग gratings हैं। फाइबर ऑप्टिक सेंसर कुछ ऐसे उपकरणों को ठीक करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं जो एक निश्चित समय पर सामग्री की स्थिति को चिह्नित करते हैं। उदाहरण के लिए, विभिन्न सेंसर यांत्रिक तनाव, तापमान, कंपन, दबाव और अन्य मात्रा का पता लगा सकते हैं। ब्रैग ग्रेटिंग फंक्शन में ऑप्टिकल विशेषताओं के लिए करीब से अनुमान लगाया गया है। यह ऑप्टिकल फाइबर के मूल में अपवर्तन के एक aperiodic परेशानी को हल करता है। यह माप आपको यह निर्धारित करने की अनुमति देता है कि विशिष्ट परिस्थितियों में संकेत का अनुवाद करने में फाइबर ऑप्टिक्स कितना प्रभावी है। साथ ही, विशेषज्ञ बिखराव और प्रतिरोध को रिकॉर्ड करने के लिए ऑप्टिकल रिफ्लेमीटर का उपयोग करते हैं।

फाइबर एम्पलीफायर और लेज़र्स

यह सबसे प्रगतिशील उत्पाद है, जो किफाइबर ऑप्टिक्स प्रौद्योगिकी के आधार पर विकसित करना अन्य प्रकार के पराबैंगनीकिरण के विपरीत, ऑप्टिकल फाइबर के उपयोग से यह कॉम्पैक्ट बनाने और एक ही समय में कुशल उपकरणों को संभव बनाता है। विशेष रूप से, फाइबर ऑप्टिक्स की तकनीक ने निम्न फायदे के कारण शास्त्रीय लेजर उपकरणों को बदलने में संभव बना दिया है:

• थर्मल नल की प्रभावशीलता
• वृद्धि हुई उत्पादन विकिरण
• प्रभावी पम्पिंग
• उच्च विश्वसनीयता और लेजर ऑपरेशन की स्थिरता।
• उपकरण का एक छोटा सा द्रव्यमान

बदले में, एम्पलीफायरर्स, प्रकार के आधार परहोम नेटवर्क लाइनों में इस्तेमाल किया जा सकता है, मुख्य फाइबर लाइन के प्रदर्शन में वृद्धि हालांकि, ऑप्टिकल फाइबर के संचालन का दायरा अधिक विवरण में माना जाना चाहिए।

फाइबर ऑप्टिक्स के लिए क्या उपयोग किया जाता है?

इसमें कई दिशाएं हैंफाइबर सामग्री का उपयोग किया जाता है। यह घरेलू अनुप्रयोगों, दूरसंचार उपकरण, और कंप्यूटर उपकरणों, साथ ही अति विशिष्ट आलों, दवा की कुछ शाखाओं सहित के क्षेत्र है। विशेष फाइबर ऑप्टिक्स इन क्षेत्रों में से प्रत्येक के लिए किया जाता है। मानक टीवी प्रसारण मीडिया या इंटरनेट संकेत, उदाहरण के लिए, मध्यम गुणवत्ता के सीमित सस्ते प्लास्टिक मॉडल के रूप में प्रयोग करें। लेकिन लेजर उपकरण के लिए और महंगी चिकित्सा उपकरणों उच्च गुणवत्ता क्वार्ट्ज अतिरिक्त संशोधक के रूप में प्रदान की जाती फाइबर का उपयोग करें।

चिकित्सा में ऑप्टिकल फाइबर के आवेदन

चिकित्सा में इस तरह के फाइबर का इस्तेमाल किया जा सकता हैउपकरण और उपकरण मानक प्रौद्योगिकी रीफ्रेक्टेबल लाइट फाइबर पर एक विशेष उपकरण को पेश करने की संभावना का अर्थ है, जो पहले से ही शरीर के अंग में एक बाहरी कैमरा के लिए एक संकेत प्रेषित कर सकता है। दवा में फाइबर ऑप्टिक्स और प्रकाश सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है फाइबर मॉड्यूल से लैस डिवाइस पेट की गुहा, नासोफरीक्स, आदि के दर्दरहित रोशनी की अनुमति देते हैं।

कम्प्यूटर उपकरण में ऑप्टिकल फाइबर के आवेदन

शायद यह में सबसे आम जगह हैजो फाइबर की जगह पाया इसके बिना, सूचना संचारित करने वाले व्यक्तिगत डिवाइसों के बीच संचार लाइनों को अब आज तक नहीं छोड़ा जा सकता है बेशक, यह उन क्षेत्रों पर लागू होता है जिनमें वायरलेस कनेक्शन का उपयोग करना असंभव या अनुपयुक्त है, जो कि केबलों को भी सक्रिय रूप से विस्थापित करते हैं। उदाहरण के लिए, सबसे बड़ी दूरसंचार कंपनियां अंतर्ग्रहण रीढ़ नेटवर्क को बिछा रही हैं, जिसमें फाइबर ऑप्टिक्स शामिल हैं परिधीय उपकरण और दूरसंचार सेवाओं के साधारण उपभोक्ताओं के संचार के लिए इस तरह के चैनलों का उपयोग नेटवर्क के बुनियादी ढांचे की सर्विसिंग के लिए वित्तीय खर्चों को अनुकूलित करने की अनुमति देता है, और डेटा ट्रांसमिशन की दक्षता में भी सुधार करता है।

फाइबर का नुकसान

दुर्भाग्य से, बिना ऑप्टिकल थ्रेड्स ऐसा नहीं कर सकतेकमजोरियों। यद्यपि इस तरह की तारों की सामग्री सस्ता है, लेकिन लगातार अद्यतन की आवश्यकता की कमी का उल्लेख नहीं करने के लिए, सामग्री की लागत ही धातु के समकक्षों की तुलना में बहुत अधिक है। इसके अलावा, फाइबर ऑप्टिक्स और दवाओं में इसका इस्तेमाल बेहद सीमित है क्योंकि लीड और ज़िरकोनीय अशुद्धियों की सामग्री, जो मनुष्यों के लिए विषाक्त हैं, व्यक्तिगत मिश्रों में। सामान्य तौर पर, यह प्लास्टिक वाले लोगों के बजाय, उच्च-गुणवत्ता के गिलास मॉडल पर लागू होता है।

रूस में ऑप्टिकल फाइबर का निर्माण

2015 में आयात प्रतिस्थापन कार्यक्रम के भाग के रूप में कारखाने "फाइबर ऑप्टिक सिस्टम" मोर्दोविया में खोला गया था। यह रूस में केवल उद्यम है, जो इस समय जहां तक ​​संभव ऑप्टिकल फाइबर में घरेलू उपभोक्ताओं की जरूरतों को पूरा करने की कोशिश कर में। 2015 तक रूसी उद्योग भी फाइबर ऑप्टिक सामग्री के निर्माण में लगी हुई है, लेकिन केवल कुछ लक्षित परियोजनाओं के भीतर। स्थिति की ही तरह आज भी जारी है। यदि एक निश्चित कंपनी आर्थिक रूप से उचित हो जाएगा फाइबर ऑप्टिक्स और चिकित्सा के क्षेत्र में और दूरसंचार सुविधाओं के क्षेत्र में इसके उपयोग की आवश्यकता होगी, तो कारखानों का एक बहुत व्यक्तिगत रूप से इस तरह के विशेष आदेश पर काम करने के लिए तैयार कर रहे हैं कर रहे हैं। हालांकि, फाइबर से एक ही केबल का बड़े पैमाने पर उत्पादन केवल मोर्दोविया संयंत्र निकट भविष्य में काम करेंगे। इसके अलावा, जब वह मांग की मात्रा के अनुसार बाजार आपूर्ति करने में सक्षम नहीं है। उत्पादन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा अभी भी संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान में खरीदा है। यहां तक ​​कि घरेलू उत्पाद आयातित कच्चे माल पर निर्मित होते हैं।

निष्कर्ष

फाइबर ऑप्टिक उत्पादों को एक सेगमेंट के रूप में बनाया जाता हैबाजार पहले से ही 15-20 वर्ष है वर्षों से, उपभोक्ता नए केबल के फायदों की सराहना करने में सक्षम है, लेकिन प्रगति अभी भी खड़ी नहीं है। तकनीकी और भौतिक गुणों में वृद्धि के रूप में, सामग्री के आवेदन के क्षेत्र भी विस्तृत होते हैं। नैनो पर आधारित नवीनतम फाइबर, विशेष रूप से, तेल और गैस उद्योग और रक्षा परिसर में सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है। बदले में, गैर-रेखीय फाइबर ऑप्टिक्स केवल वैचारिक, लेकिन प्रौद्योगिकी के बहुत ही बढ़िया निर्देशों का विकास कर रहा है। संपीड़न लेजर दालों, ऑप्टिकल सॉलिटोन, अल्ट्राशोरट ऑप्टिकल विकिरण, आदि उनके बीच प्रतिष्ठित हो सकते हैं। जाहिर है, संभव खोजों के साथ सैद्धांतिक अध्ययन के अलावा और सख्ती से वैज्ञानिक ज्ञान के ढांचे के भीतर, नए विकास से बाजार विभिन्न स्तरों के उपभोक्ताओं को नए प्रस्ताव पेश करने की अनुमति देगा।