Навигация
Фізико-технологічні основи одержання оптичних волокон, для волоконно-оптичних ліній зв'язку
35228
знаков
1
таблица
1
изображение
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ФІЗИЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КУРСОВА РОБОТАна тему:
Фізико-технологічні основи одержання оптичних волокон , для волоконно-оптичних ліній зв’язку
Зміст
Вступ
Розділ 1. Матеріали які використовуються для одержання оптичних волокон
1. Властивості кварцу
2. Очищення силікатного скла
3. Полімерні волокна
Розділ 2. Методи та технологія виробництва оптичних волокон
2.1 Фізичні особливості оптичних волокон
2.2 Технологія виробництва
2.3 Метод осадження з газової фази
Розділ 3. Волоконно-оптичні лінії зв'язку
3.1 Волоконно-оптичний кабель
3.2 Електронні компоненти систем оптичного зв'язку
3.3 Перспективи розвитку оптоволоконної технології
3.4 Переваги та недоліки оптоволоконної технології
Висновки
Список літератури
Вступ
Сучасні телекомунікації важко представити без волоконно-оптичних ліній зв'язку. Щорік по всьому світу прокладаються тисячі кілометрів оптоволокна. Проте серйозну конкуренцію іншим видам дротяного зв'язку воно склало відносно недавно. Стрімке поширення оптоволоконних ліній намітилося останніми роками, не дивлячись на те що їх впровадження почалося майже 20 років тому. Винахід в 1970 році фахівцями компанії Corning, Ink оптоволокна, що дозволило без ретрансляторів продублювати на ту ж відстань систему передачі даних телефонного сигналу по мідному дроту, прийнято вважати переломним моментом в історії розвитку оптоволоконних технологій. Розробникам удалося створити провідник, який здатний зберігати не менше одного відсотка потужності оптичного сигналу на відстані одного кілометра. За нинішніми мірками це досить скромне досягнення, а тоді, без малого 40 років тому, – необхідна умова, для того, щоб розвивати новий вигляд дротяного зв'язку. Складається оптоволокно з центрального провідника світла (серцевини) — скляного волокна, оточеного іншим шаром скла – оболонкою, що володіє меншим показником заломлення, чим серцевина. Поширюючись по серцевині, промені світла не виходять за її межі, відбиваючись від покриваючого шару оболонки. У оптоволокні світловий промінь зазвичай формується напівпровідниковим або діодним лазером. Залежно від розподілу показника заломлення і від величини діаметру сердечника .
Волоконна оптика хоч і є повсюдно використовуваним і популярним засобом забезпечення зв'язку, сама технологія проста і розроблена досить давно. Експеримент із зміною напряму світлового пучка шляхом заломлення був продемонстрований Данієлем Колладоном (Daniel Colladon) і Жаком Бабінеттом (Jacques Babinet) ще в 1840 році. Опісля декілька років Джон Тіндалл (John Tyndall) використовував цей експеримент на своїх прилюдних лекціях в Лондоні, і вже в 1870 році випустив працю, присвячену природі світла. Практичне вживання технології знайшлося лише в ХХ столітті. У 20-х роках минулого століття експериментаторами Кларенсом Хаснеллом (Clarence Hasnell) і Джоном Бердом (John Berd) була продемонстрована можливість передачі зображення через оптичні трубки. Цей принцип використовувався Генріхом Ламмом (Heinrich Lamm) для медичного обстеження пацієнтів. Лише у 1952 році індійський фізик Наріндер Сингх Капані (Narinder Singh Kapany) провів серію власних експериментів, які і привели до винаходу оптоволокна. Фактично їм був створений той самий джгут із скляних ниток, причому оболонка і серцевина були зроблені з волокон з різними показниками заломлення. Оболонка фактично служила дзеркалом, а серцевина була прозорішою – так удалося вирішити проблему швидкого розсіювання. Якщо раніше промінь не доходив та кінця оптичної нитки, і неможливо було використовувати такий засіб передачі на тривалих відстанях, то тепер проблема була вирішена. Наріндер Капані до 1956 року удосконалив технологію. В'язка гнучких скляних прутов передавала зображення практично без втрат і спотворень.
Розділ 1. Матеріали які використовуються для одержання оптичних волокон
1.1 Властивості кварцу
З більшості видів стекол найнижчим поглинанням у видимої області спектру володіє плавлений кварц - за умови високої міри очищення і гомогенності (однорідності по складу). Значні переваги кварцу обумовлені малими внутрішніми втратами на розсіювання. Висока температура плавлення кварцу (1610 З при швидкому нагріві, 1720 З при повільному), з одного боку, вимагає спеціальної технології для виготовлення оптичного волокна, а з іншої - допомагає позбавитися від різних домішок, які випаровуються при нижчих температурах. Стекла, вживані для виготовлення світлопроводів (серцевини і оптичної оболонки), розрізняються показниками заломлення n. У кварц (показник заломлення n = 1,4585 на довжині хвилі 0,589 мкм) додається оксид бору (n = 1,4585 на довжині хвилі 0,589 мкм), що знижує показник заломлення. Інший спосіб знизити показник заломлення плавленого кварцу - додати в нього фтор. На відміну від метастабільного характеру зміни цього показника в чистого боросилікату, зниження його в боросиликатного скла з добавкою фтору - внутрішня властивість атомів фтору в матриці SiO2. Різниця показників заломлення чистого SiO2 і матеріалу з добавкою фтору збільшується лінійно з підвищенням молярної концентрації фтору аж до декількох відсотків. Показник заломлення кварцу зменшується на 0,2% при зміні молярній концентрації фтору на 1%. При цьому оптичні властивості кварцу не погіршуються [ 2 ].
Кварц з добавкою германію, який може бути використаний як матеріал серцевини оптоволокна, має широке вікно прозорості майже до 1,7мкм Більш переважним як легуючий матеріал (як дешевшого) є фосфорний ангідрид Р2О5. При додаванні до плавленого кварцу Р2О5 для утворення бінарного скла внутрішнє поглинання матеріалу і розсіювання майже не збільшуються. Показник заломлення фосфоросилікатного скла збільшується лінійно (в усякому разі, для невеликого вмісту оксиду фосфору) із збільшенням концентрації Р2О5. Початковий приріст показника заломлення при зміні молярної концентрації Р2О5 на 1% складає 0,043%. В'язкість і температурний коефіцієнт лінійного розширення P2O5 і SiO2 розрізняються, і це обмежує кількість фосфорного ангідриду, яка може бути введена в плавлений кварц для виготовлення оптоволокна.
Похожие работы
... яка була накопичена до п'ятидесятих років у радіочастотній й оптичній спектроскопії і які згодом отримали своє використання у квантовій електроніці. Розділ 2. Основні поняття квантової електроніки (фізичні основи квантової електроніки) Принцип дії лазера або мазера заснований на трьох «китах» – головних поняттях квантової електроніки, а саме на поняттях вимушеного випромінювання, інверсного ...
... РВФ. Будь-яка перешкода, що порушує масоперенос, дає помилку в показаннях ВОС. На рис.3.3 показана схема роботи необоротного оптрода на кисень. Рис.3.3. Схема роботи необоротного волоконно-оптичного сенсора на кисень. Обумовлений компонент дифундує через селективну мембрану з відповідним розміром пор у порожнину, що містить іммобілізований флуоресціюючий барвник. Його світіння гаситься в ...
... існих друкарських форм, які є недорогими і високотаражними. ,, Сьогодні майже у всіх випадках форми плоского офсетного друку виготовляють на заздалегідь очутливлених пластинах (ЗОП) на алюмінії. Технологію , виготовлення форм автоматизовано, проте можливе їх якісне виготовлення на операційному обладнанні як на великих поліграфічних підприємствах, так і на малих. На ринку України пропонується ...
... . Варять не більше 20 хв. М'ясний порошок — однорідна маса, отримана подрібненням сухого м'яса, колір світло-коричневий. Варять не більше 5 хв. Волога в порошку не більше 10%, упаковка герметична. ЛЕКЦІЯ ПО ТОВАРОЗНАВСТВУ РИБИ 1.Характеристика сімейств риб Промислові риби класифікують по декількох ознаках. По способу і місцю життя риби ділять на морських, прісноводих, напівпрохідні і прох ...
0 комментариев