فیبر نوری
فيبرنوری
فيبرنوری يک موجبر استوانهای است که از جنس شيشه يا پلاستيک که دو ناحيه مغزی و غلاف با ضريب شکست متفاوت و دو لايه پوششی اوليه و ثانويه پلاستيکی تشکيل شده است.
مقدمه
بعد از اختراع ليزر در سال 1960 ميلادی ، ايده بکارگيری فيبر نوری برای انتقال اطلاعات شکل گرفت. خبر ساخت اولين فيبر نوری در سال 1966 همزمان در انگليس و فرانسه با تضعيفی برابر اعلام شد که عملا در انتقال اطلاعات مخابراتی قابل استفاده نبود، تا اينکه در سال 1976 با کوشش فراوان محققين، تلفات فيبر نوری توليدی شديداً کاهش داده شد و به مقداری رسيد که قابل ملاحظه با سيمهای کواکسيکال مورد استفاده در شبکه مخابرات بود. در ايران در اوايل دهه 60 ، فعاليتهای تحقيقاتی در زمينه فيبر نوری در مرکز تحقيقات منجر به تأسيس مجتمع توليد فيبر نوری در پونک تهران گرديد و عملا در سال 1373 توليد فيبر نوری با ظرفيت 50.000 کيلومتر در سال در ايران آغاز شد. فعاليت استفاده از کابلهای نوری در ديگر شهرهای بزرگ ايران شروع شد تا در آينده نزديک از طريق يک شبکه ملی مخابرات نوری به هم متصل شوند. انتشار نور تحت تأثير عواملی ذاتی و اکتسابی دچار تضعيف میشود. اين عوامل عمدتاً ناشی از جذب ماورای بنفش ، جذب مادون قرمز ، پراکندگی رايلی ، خمش و فشارهای مکانيکی بر آنها هستند.
فيبرهای نوری نسل سوم
طراحان فيبرهای نسل سوم ، فيبرهایی را مد نظر داشتند که دارای حداقل تلفات و پاشندگی باشند. برای دستيابی به اين نوع فيبرها ، محققين از حداقل تلفات در طول موج 1.55 ميکرون و از حداقل پاشندگی در طول موج 1.3 ميکرون بهره جستند و فيبری را طراحی کردند که دارای ساختار نسبتاً پيچيدهتری بود. در عمل با تغييراتی در پروفايل ضريب شکست فيبرهای تک مد از نسل دوم ، که حداقل پاشندگی آن در محدوده 1.3 ميکرون قرار داشت، به محدوده 1.55 ميکرون انتقال داده شد و بدين ترتيب فيبر نوری با ماهيت متفاوتی موسوم به فيبر دی.اس.اف ساخته شد.
کاربردهای فيبر نوری :
کاربرد در حسگرها
استفاده از حسگرهای فيبر نوری برای اندازه گيری کميتهای فيزيکی مانند جريان الکتريکی ، ميدان مغناطيسی، فشار، حرارت، جابجایی، آلودگی آبهای دريا، تشعشعات پرتوهای گاما و ايکس در سالهای اخير شروع شده است. در اين نوع حسگرها ، از فيبر نوری به عنوان عنصر اصلی حسگر بهره گيری میشود، بدين ترتيب که خصوصيات فيبر تحت ميدان کميت مورد اندازه گيری تغيير يافته و با اندازه شدت کميت تأثير پذير میشود.
کاربردهای نظامی
فيبرنوری کاربردهای بی شماری در صنايع دفاع دارد که از آن جمله میتوان برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار، کنترل و هدايت موشکها، ارتباط زير درياييها (هيدروفون) را نام برد.
کاربردهای پزشکی
فيبر نوری در تشخيص بيماريها و آزمايشهای گوناگون در پزشکی کاربرد فراوان دارد که از آن جمله میتوان دزيمتری غدد سرطانی ، شناسایی نارساييهای داخلی بدن ، جراحی ليزری ، استفاده در دندانپزشکی و اندازه گيری مايعات و خون نام برد.
فناوری ساخت فيبرهای نوری
برای توليد فيبر نوری، ابتدا ساختار آن در يک ميله شيشهای موسوم به پيش سازه از جنس سيليکا ايجاد ميگردد و سپس در يک فرآيند جداگانه اين ميله کشيده شده تبديل به فيبر میگردد . از سال 1970 روشهای متعددی برای ساخت انواع پيش سازهها بکار رفته است که اغلب آنها بر مبنای رسوب دهی لايههای شيشهای در داخل يک لوله به عنوان پايه قرار دارند.
روشهای ساخت پيش سازه
روشهای فرآيند فاز بخار برای ساخت پيش سازه فيبرنوری را میتوان به سه دسته تقسيم کرد:
* رسوب دهی داخلی در فاز بخار
* رسوب دهی بيرونی در فاز بخار
* رسوب دهی محوری در فاز بخار
موادلازم در فرآيند ساخت پيش سازه
* تتراکلريد سيلیکون: اين ماده برای تأمين لايههای شيشهای در فرآيند مورد نياز است.
* تتراکلريد ژرمانيوم: اين ماده برای افزايش ضريب شکست شيشه در ناحيه مغزی پيش سازه استفاده میشود.
* اکسی کلريد فسفريل: برای کاهش دمای واکنش در حين ساخت پيش سازه ، اين مواد وارد واکنش میشود.
* گاز فلوئور: برای کاهش ضريب شکست شيشه در ناحيه غلاف استفاده میشود.
* گاز هليوم: برای نفوذ حرارتی و حباب زدایی در حين واکنش شيميایی در داخل لوله مورد استفاده قرار میگيرد.
* گاز کلر: برای آب زدایی محيط داخل لوله قبل از شروع واکنش اصلی مورد نياز است .
مراحل ساخت
* مراحل صيقل حرارتی: بعد از نصب لوله با عبور گازهای کلر و اکسيژن ، در درجه حرارت بالاتر از 1800 درجه سلسيوس لوله صيقل داده میشود تا بخار آب موجود در جدار داخلی لوله از آن خارج شود.
* مرحله اچينگ: در اين مرحله با عبور گازهای کلر ، اکسيژن و فرئون لايه سطحی جدار داخلی لوله پايه خورده میشود تا ناهمواريها و ترکهای سطحی بر روی جدار داخلی لوله از بين بروند.
* لايه نشانی ناحيه غلاف: در مرحله لايه نشانی غلاف ، ماده تترا کلريد سيليسيوم و اکسی کلريد فسفريل به حالت بخار به همراه گازهای هليوم و فرئون وارد لوله شيشهای ميشوند ودر حالتی که مشعل اکسی هيدروژن با سرعت تقريبی 120 تا 200 ميليمتر در دقيقه در طول لوله حرکت میکند و دمایی بالاتر از 1900 درجه سلسيوس ايجاد میکند.
ذرات شيشهای حاصل از واکنشهای فوق به علت پديده ترموفرسيس کمی جلوتر از ناحيه داغ پرتاب شده و بر روی جداره داخلی رسوب میکنند و با رسيدن مشعل به اين ذرات رسوبی حرارت کافی به آنها اعمال میشود. بطوری که تمامی ذرات رسوبی شفاف میگردند و به جدار داخلی لوله چسبيده و يکنواخت میشوند. بدين ترتيب لايههای شيشهای مطابق با طراحی با ترکيب در داخل لوله ايجاد میگردد و در نهايت ناحيه غلاف را تشکيل میدهد.
در صنعت برق نمیتوان مرزی را تعیین کرد، پس در این وبلاگ انتظار هر مطلبی را داشته باشید.