Recent

Post Top Ad

الثلاثاء، 23 مارس 2021

كيف تعمل الألياف الضوئية واستخدامتها

الألياف الضوئية التقنية الجديدة المستخدمة لنقل البيانات فهي عبارة عن كابل يبلغ قطره تقريبًا خصلة من شعر الإنسان مصنوع من السيليكا (الزجاج) يتم استخدمها لقدرتها على عكس الضوء بطريقة تسمح للضوء بنقل البيانات بكفاءة.

وتتكون كابلات الألياف الضوئية من القلب الذي يمر من خلاله الضوء والتكسية التي تمنع الضوء من الهروب وطلاء يحمي الألياف من التلف والرطوبة ويمكن استخدام الألياف التي تحتوي على نواة أكبر مع أجهزة الإرسال والاستقبال غير المكلفة عبر مسافات قصيرة ،

ولكن لا يمكن تضخيمها أو استخدامها بين المواقع البعيدة ولكن يمكن للألياف أحادية الوضع ذات النواة الأصغر بكثير أن تحمل البيانات لمسافات أطول نظرًا لقدرتها على نقل ليزر واحد مع فقد أقل للجودة.

استخدامات الألياف الضوئية

الألياف الضوئية أو كما تعرف أيضًا بالألياف البصرية هي التي تقوم بنقل البيانات والصوت والصور عن طريق مرور الضوء عبر ألياف رقيقة وشفافة.

في مجال الاتصالات السلكية واللاسلكية حلت تقنية الألياف الضوئية محل الأسلاك النحاسية في خطوط الهاتف بعيدة المدى وتُستخدم لربط أجهزة الكمبيوتر داخل شبكات المنطقة المحلية.

الألياف البصرية هي أيضًا أساس المناظير الليفية المستخدمة في فحص الأجزاء الداخلية من الجسم (التنظير) أو فحص الأجزاء الداخلية للمنتجات الهيكلية المصنعة.

المكون الأساسي للألياف الضوئية هي ألياف رقيقة الشعر تكون أحيانًا مصنوعة من البلاستيك أو من الزجاج ويبلغ قطر الألياف الزجاجية النموذجية 125 ميكرومتر أو 0.125 مم (0.005 بوصة).

هذا هو في الواقع قطر الكسوة أو الطبقة العاكسة الخارجية و يصل قطر القلب أو أسطوانة النقل الداخلية إلى 10 ميكرومتر.

من خلال عملية تُعرف باسم الانعكاس الداخلي الكلي يمكن لأشعة الضوء المنبعثة إلى الألياف أن تنتشر داخل القلب لمسافات كبيرة مع القليل من التوهين أو تقليل الشدة بشكل ملحوظ.

تختلف درجة تقليل الشدة عبر المسافة باختلاف الطول الموجي للضوء وتكوين الألياف.

تاريخ الالياف الضوئية

عندما تم إدخال الألياف الزجاجية لتصميم اللب / الكسوة في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي أدى وجود الشوائب إلى تقييد توظيفها في الأطوال القصيرة الكافية للتنظير الداخلي.

في عام 1966 اقترح مهندسا الكهرباء تشارلز كاو وجورج هوكام العاملان في إنجلترا استخدام الألياف للاتصالات السلكية واللاسلكية وفي غضون عقدين من الزمن تم إنتاج ألياف زجاجية السيليكا بدرجة نقاء كافية بحيث يمكن لإشارات الأشعة تحت الحمراء أن تنتقل عبرها لمسافة 100 كيلومتر (60 ميل) أو أكثر دون الحاجة إلى التعزيز بواسطة الراسبين.

في عام 2009 حصل كاو على جائزة نوبل في الفيزياء لعمله وقدرته على انتاج الألياف البلاستيكية المصنوعة عادةً من بولي ميثيل ميثاكريلات أو البوليسترين أو البولي كربونات التي تعد أرخص في الإنتاج وأكثر مرونة من الألياف الزجاجية لكن قلة شدتها الأكبر للضوء يقيد استخدامها في روابط أقصر بكثير داخل المباني أو السيارات.

عادة ما يتم إجراء الاتصالات البصرية باستخدام ضوء الأشعة تحت الحمراء في نطاقات الطول الموجي من 0.8 - 0.9 ميكرومتر أو 1.3 - 1.6 ميكرومتر - أطوال موجية يتم إنشاؤها بكفاءة بواسطة الثنائيات الباعثة للضوء أو ليزر أشباه الموصلات والتي تعاني من أقل توهين في الألياف الزجاجية.

يتم إجراء فحص Fiberscope في التنظير الداخلي أو الصناعة في الأطوال الموجية المرئية حيث يتم استخدام حزمة واحدة من الألياف لإضاءة المنطقة التي تم فحصها بالضوء وحزمة أخرى تعمل كعدسة مستطيلة لنقل الصورة إلى العين البشرية أو كاميرا فيديو.

كيف تعمل الألياف البصرية؟

ينتقل الضوء عبر كابل الألياف الضوئية عن طريق الارتداد عن جدران الكابل بشكل متكرر حيث يرتد كل جسيم ضوئي (فوتون) أسفل الأنبوب مع انعكاس داخلي يشبه المرآة.

ينتقل شعاع الضوء أسفل قلب الكابل داخل اللب في منتصف الكابل والهيكل الزجاجي.

الكسوة عبارة عن طبقة أخرى من الزجاج ملفوفة حول اللب حيث أن الكسوة موجودة للحفاظ على إشارات الضوء داخل القلب.

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق

Post Top Ad

صفحات الموقع