برای اینکه درک بهتری از عملکرد فیبر نوری داشته باشید، بهتر است ابتدا به توضیح این نکته بپردازیم که اصلا فیبر نوری چیست؟
فیبر نوری یا تار نوری دسته ای از تارها از جنس ماده ای شفاف است. قابلیت این را دارد که نور را از یک سر خود وارد و از سر دیگر خارج نماید. پهنای باند فیبر نوری در مقایسه با کابل های مسی بسیار بیشتر است. (معادل 10 گیگا بایت). به همین دلیل سرعت بسیار زیادی در انتقال اطلاعات از قبیل صوت، ویدیو، تصویر و غیره دارد. به همین دلیل امروزه استفاده از آن مورد توجه قرار گرفته است.
تاریخچه فیبر نوری، از ایده تا اجرا
در کل ایده ساخت و اجرای فیبرهای نوری به ذهن کسانی رسید که انتشار نور در در فضا را دیده بودند، و چون با این مشکل مواجه بودند که گرد و غبار، دود، برف، مه و … مانع این انتشار می شد، برای حل این مشکل به فکر ایجاد لوله هایی برای هدایت نور در مسیر مورد نظر افتادند. در داخل این لوله ها آینه هایی برای هدایت نور تعبیه شده بود، اما از آنجایی که انجام این کار سخت بود این طرح بعد از مدتی رد شد.
نخستین بار الکساندر گراهام بل در سال 1880 پس از اختراع تلفن اقدام به اختراع سیستمی کرد که صدا را تا فواصل چندین متر منتقل می کرد. این سیستم که نامش فوتوفون بود امکان انتقال اطلاعات تا فاصله بیش از 200 متر را نداشت به همین دلیل نتوانست نیاز همه کاربران را جوابگو باشد و کنار گذاشته شد.
کاربردهای فیبر نوری و نحوه استفاده از آن به چه صورت است؟
- رایج ترین کاربرد فیبرهای نوری استفاده از آنها در شبکه های کامپیوتری برای انتقال اطلاعات توسط لیزر است. از آنجایی که این فیبرها نسبت به کابل های مسی از سرعت بسیار بیشتری در انتقال اطلاعات برخوردارند استفاده از آنها در شبکه های کامپیوتری بسیار وسیع است.
- از دیگر استفاده های فراوان فیبر نوری که می توان به آن اشاره کرد: استفاده از آن در امور مربوط به پزشکی است. فیبر نوری در تشخیص بیماری هایی مثل شناسایی سلول های سرطانی وجراحی های لیزری کاربرد دارد. تارهای فیبر نوری در دستگاه های مخصوص آندوسکوپی بسیار کاربردی هستند. از این دستگاه ها برای مشاهده اجزای داخلی بدن مثل مری، روده، نای و … استفاده می شود.
- استفاده از فیبر نوری در صنایع نظامی هم بسیار گسترش یافته است. می توان به کاربردهایی مثل کنترل آنتن های رادار، هدایت موشک ها و زیردریایی ها اشاره کرد.
- از دیگر موارد کاربرد فیبر نوری می توان استفاده از آن ها در روشنایی و حسگرها برای اندازه گیری کمیت های فیزیکی مثل جریان، فشار و حرارت نام برد.
فیبرنوری چگونه تولید می شود؟
جنس فیبر نوری از شیشه های معمولی که ما روزانه با آنها سر و کار داریم نیست. در واقع اگر فیبری با این نوع شیشه ها ساخته شود، در انتقال اطلاعات حتما با مشکل مواجه خواهد شد. جنس شیشه فیبر نوری از شیشه خالص است و به همین دلیل می تواند نور را تا فواصل بسیار دور به راحتی منتقل نماید.
تولید فیبر نوری طی سه مرحله اساسی انجام می شود:
- مرحله اول تولید پریفورم است. منظور از پریفورم همان شیشه خالصی است که بدنه اصلی فیبر نوری را شامل می شود. روند تولید این استوانه شیشه ای خالی کار بسیار پیچیده و مشکلی است. ساخت پریفورم طی یک فرآیند شیمیایی با عنوان اصلاح رسوب بخار شیمیایی انجام می شود.
- در این مرحله فیبر نوری را از پریفورم می کشیم. پریفورم هایی که ساخته شدند را بر یک بلندی نصب می کنند. در ادامه قطر پریفورم های ساخته شده را کاهش می دهند. همزمان که قطر پریفورم کاهش می یابد آن ناحیه مذاب شده و به شکل قطره در می آید. انتهای این قطره رشته نازکی از شیشه ایجاد می شود که به سرعت سرد و منجمد می شود. اپراتور این رشته های شیشه ای را به نخ می کشد. در نهایت اپراتور توسط یک دستگاه رشته ها را با سرعت زیاد تحت کشش قرار می دهد و فیبرها به دور یک قرقره پیچیده می شوند.
- مرحله آخر فقط شامل آزمایشاتی است که بر روی فیبرهای تولید شده صورت می گیرد تا کیفیت آنها مشخص شود. تعدادی از این آزمایشات شامل:دمای عملکرد و محدوده رطوبت، استحکام کشششی، ظرفیت پهنای باند، مشخصات ضریب شکست و …
پانوشت: فیبر نوری، درباره فیبر نوری، فناوری FTTH، فناوری FTTB، فیبر نوری چیست؟
مطالب بیشتر درباره فیبر نوری (optical fiber) در ویکیپدیا