Fabricarea fibrelor optice din cuartz si a cablurilor

Masurarea caracteristicilor sale

1. Metodele de fabricare a fibrelor optice.

Metodele utilizate pentru fabricarea materialelor extreme de transparente pentru fibrele optice, pot fi impartite in doua grupe mari: crucibile, sau metoda depunerii din faza lichida, si metoda depunerilor din faza gazoasa. In ambele cazuri obtinerea unor pierderi mici este legat de un control foarte aspru a puritatii substantelor materiei prime si excluderea patrunderii oricaror altor substante straine in decursul a intregului proces de fabricare. Mai departe vor fi prezentate metodele de fabricare in linii generale. Subtilitatile procesului de obtinere a fibrei optice prin metode cu experienta, deobicei sunt tinute in secret de catre producatori Fiecare din metodele expuse de fabricare a fibrei optice au o multime de diversificari. In compararea acestor metode se pune o intrebare cum anume obtin fibra? Prin scoaterea acestea in decursului procesului de fabricare, sau mai intii este facuta machete, dupa care dintrinsa este scoasa fibra propriu zisa. Din metodele de depunere din faza gazoasa doar unul (depunerea axiala) poate fi usor adaptat la fabricarea permanenta a fibrei, dar acesta deobicei nu se utilizeaza. Ce tine de metoda crucibila , instalarea cu doua creuzete, schematit prezentat in fig.1.1, a devenit cea mai raspindita pentru fabricarea fibrelor optice mai ieftine.

Deobicei metoda cu creuzet se utilizeaza pentru fabricarea fibrelor din sticla cu temperaturi de topire mici. Atent curatite si maruntite, componentele sunt amplasate intr-un creuzet de platina sau cuart si sunt incalzite. In cazul folosirii cuptoarelor electrice, componentele se incalazesc din contul radiatiei venite de la peretii cuptorului, in acelasi timp ulimele nu trebuia sa contina conectari straine. Deasemean pot fi folosite incalzirea componentelor cu current de frecventa mare. Cu toate acestea, creuzetul metallic poate fi incalzit fara contact direct, in cimpul de frecventa mare. I cazul utilizarii creuzetului de cuart este necesar de component de sticla in forma de praf, anterior incalzite si utilat frecvente mult mai mari. In acest caz topitura se afla la o temperature mai mare ca a creuzetului, si deci, va fi mai putin vulnerabil la impuritati, nimerite de la peretii creuzetului. Trebuie de mentionat faptul ca creuzetele de cuart nu se folosesc mai mult decit o singura data, deoarece acestea nu rezista actionarea ciclica a temperaturii. Traditional sticla miezului se obtine in forma de cilindru, dar a camasei, in forma de un tub, intrucit

UTM FRT TLC-092

cilindrul se situeaza inauntrul tubului, astfel in timpul extragerii concomitente se obtine fibra optica.

In cazul utilizarii creuzetului dublu (fig.1.1) materialele pot fi incarcate in froma de pulbere sau sub forma de piese cilindrice bine curatite. Creuzetul dublu amplasat in interiorul unui cuptor vertical cu peretii poleiti cu cuartz, capabil sa incalzeasca topitura pina la 1000…1200 0C. In interiorul cuptorului se pastreaza atmosfera gazului inert. La utilizarea, pentru obtinerea diferitor indici de refractive a miezului si camasei, astfel de impuritati ca taliu, care are o viteza de difuzie in cuartz destul de buna, in procesul extragerii fibrei are loc o oarecare schimbare a indicelui de refractie la exteriorul sau. A fost demonstrate ca acelasi effect se observa la folosirea sticlelor din borosilicate, care contin natriu sau calciu. Diferenta intre valorile indicilor de refractive se obtin datorita schimbarii concentratiilor componentelor (SiO2, B2O3, Na2O, CaO), dar difuzia prin granita miez-camasa in topitura duce la schimbarea indecelui de refractive, destul pentru a micsora dispersia intermodala pina la 1…5ns/km. In fig. 1.2 este reprezentat nivelurile de pierderi, care in aceste cazuri pot fi atinse.

UTM FRT TLC-092

Fig1.1

In figura 1.1 este prezentata schema instalatiei cu doua creuzete, pentru extragerea continua a fibrei optice, acoperita cu un strat protector. Creuzetul si cuptorul electric arat in sectiune la pastrarea reala a marimilor sale Controlul asupra diametrelor miezului si camasei se realizeaza prin mentinerea corespunzatoare a vitezei de scurgere a fibrei din instalatie, si a presiunii sticlei

UTM FRT TLC-092

topite din duza a fiecarei creuzete La alegerea corespunatoare a materialelor si temperaturii topiturii se poate obtine schimbarea idnecelui de refractie din contul difuziei ionice.

Fig. 1.2. Nivelurile de pierderi in fibrele optice fabricate prin medota a creuzetului dublu:

1- Fibra din stcila borosilicatului de natriu;

2- Fibra din sticla borosilicatului de claciu.

Temperatura de topire a sticlelor cu continutul ridicat de silicat este prea mare pentru folosirea metodelor cu creuzet, din acest motiv atunci cind se confectioneaza din acestea, fibrele optice trebuie utiizate metoda depunerii din faza gazoasa. Unele din aceste metode, pentru obtinerea particulelor fine de sticla din vaporii de compusi halogeni de la ingredientele utilizate in flacara hidroliza, in procesul caruia decurg urmatoarele reactii:

SiCl4 ↑ + 2H2O ↑ = SiO2 + 2H2 ↑ + 2Cl2 ↑

GeCl4 ↑ + 2H2O ↑ = GeO2 + 2H2 ↑ + 2Cl2 ↑

2POCl3 ↑ +3H2O ↑ = P2O5 +3H2 ↑ + 3Cl2 ↑

2BBr3 ↑ + 3H2O ↑ = B2O3 + 3H2 ↑ +3Br2 ↑

Hidroliza din flacara contribuie la fabricarea fibrelor cu coeficientul pierderilor minim 20dB/km. In acest caz o pereche de compusi de halogen a fost inrodus in flacara, producind in procesulk arderii un amestec de metan si oxygen, direct pe sprafata tijei.Astfel, aplicind mai multe straturi,, iar compozitia lor se schimba in dependent de, care fibra, in trepte sau gradient, trebuia de obtinut. Apoi tija era mutate, formind astfel, pregatirea de sticla poroasa, care apoi era curatita de murdarii pentru obtinerei unei sticle curate si extragerea din aceasta a fibrei. Astfel pot fi obtinute bucati destul de mari, din care se pot extrage fibre cu lungimea 40…

UTM FRT TLC-092

50 km. Principalul neajuns care apre in acest process reprezinta excesul de vapori de apa, ramas dupa hidroliza.

O alta metoda a hidrolizei, care se numeste cu depunere axiala din faza gazoasa (VAD- Vapor Axial Deposition) deasemenea permite obtinerea fabricatelor de marimi mari. Sensul acestei metode este redat in fig.1.3. In aceasta metoda sticle miezului si sticla camasei sunt depuse concomitant sub forma de tija, care este rotit pentru obtinerea omogenitati in azimut, dupa care tras prin cuptorul electric cu viteza 2.5mm/min. Aici el se incalzeste pina la temperature de 1500 oC , intr-o atmosfera.de vapori de oxygen si toluen de clor. Acest lucru ofera Solutia a doua problem:

a) Apa este eliminate in decursul reactiilor chimice:SOCl2↑ + H2O = SO2↑ + Cl2↑ + H2↑2SOCl2↑ + 2OH = 2SO2↑ + 2Cl2↑ + H2↑

b) un miez poros, avind diametrul aproximativ 60mm iar lungimea 200mm, se transforma intr-un fabricat de sticla transparent de diametrul 20mm.

UTM FRT TLC-092

Fig.1.3 Schema obtinerii fribrei prin metoda depunerii axiale (VAD)

Fig.1.4. Caracteristicele experimentale a pierderelor obtinute la fabricarea fibrei prin metoda VAD

UTM FRT TLC-092

Metoda permite obtinerea profilului indieceluid e rafractie destul de bun, datorita controlului minutios in decursul procesului, a legii corespunzatoare de schimbare a temperaturii in sectiunea transversal a miezului poros. Este demonstrat ca concentratia GeO2, in particulele de sticla sintetizate , creste constant cu temperature in diapazonul 300…800 oC. La utilizarea acestui proces au fost obtinute componente lungi de fibra cu coeficientul e pierderi minim 0.5 dB/km la 1.55 µm si dispersia ce nu depasaste 1ns/km. Aratat in figura curba pierderilor o fost obtinuta pentru fibra, facut prin aceata metoda. Incapabilitatea pastrarii diametrului corespunzator a miezului a determinat prezenta pierderi a ghidului de unda reziduali de aproximativ 0.4dB/km.

Mai recent, o metoda de uscare mai buna a permis producerea fibrei cu un continut de vapori de apa mai putin de o parte la 109. Curba pierderilor este reprezentata in fig.1.4. Se observa doar un virs a pierderilor la 1.39 µm, cauzat de grupa OH-, iar banda de lungimi de unda , in limita careia pierderile constitue 1 dB/km, constitue 1.1…1.7 µm. A fost determinate posibilitatea introducerii in flacara a unui asortiment mai larg de substante controlabile, pulverizate dintr-o solutie apoasa. Astfel, aceasta metodo nu imiteaza utilizarea doar acostor material, astfel ca compusi halogenici sau hibrizii lor, care au presiunea vaporilor de apa corespunzatoare.

In metoda, care permitea obtinerea fibrelor de cea mai inalta calitate, depunerea din faza gazoasa se efectua din contul oxidarii termice in interiorul unui tub gol din cuartul curat topit. Deobicea un astfel de tub are lungimea 1m, diametrul 15mm si grosimea peretilor de 1mm. Pentru incpeut tubul este foarte bine curatat, iar suprafata interioara se graveaza si se spala. Apoi tubul este instalat orizontal dupa care este rotit cu ajutorului strungului pentru producerea sticlelor, echipat cu un tub oxigen-hidrogen, este incalzit un segment scurt de un cerc inchis. Arzatoarele sunt mutate cu o viteza controlata de-alungul axei tubului de la un capat la altul. Aprovizionarea cu materie prima se realizeaza prin trecerea inauntrul tubului a tetraclorurui de siliciu (SiCl4) , deasemenea si cloruri si bromuri de diferiti dopanti, astfel ca GeCl4, POCl4 si BBr3, impreuna cu oxigen. In acelasi timp ratele vitezelor fluxurilor de apa este controlat minutios, iar calitatea inalta a materiei prime este obtinuta prin distilare. Schema instalatiei, care realizeaza aceasta metoda, este ilistrata in fig. 1.5.

Procesul obisnuit de obtinere a semifabricatului incepe cu citeva treceri a flacarii de-alungul tubului si trecerii prin aceasta numai a oxigenului curat. Aceasta

UTM FRT TLC-092

permite incalzirea tubului pina la 1500 0C si o polizare eficienta a suprafetei interioare. Apoi in fluxul de gaze intrat sunt adaugate impuritatile camasei, de exemplu SiCl4 sau BBr3. In urma acestei operatii urmeaza treceri suplimentare a flacarii cu trecere prin tubul vaporilor impuritatilor, pentru obtinerea miezului fibrei, exemplu SiCl4 si GeCl4 . La fabricarea semifabricatelor peentru obtinerea

fibrelor cu coeficientul indicelui de refractive gradient, aceasta procedura ste efectuata de 50-100 ori pentru formarea miezului, totodata concentratia impuritatilor este treptat marita de la o trecere la alta. Fiecare din aceasta trecre poate dura 4-5 min. Pe suprafata interioara a tubului in cuart in regiunea incalzirii are loc reactia intre vaporii impuritatilor si a oxigenului, in rezultatui caruia se depune stratul de SiO2, care contine impuritatile GeO2, B2O3 , iar gazul format, continind halogenii acestor impuritati este dus cu fluxul de vapori. In depenenta de temperaturii tubului stratului poate avea forma unui “funingine” sau mai putin sau mai mult transparent. Daca se formeaza straturile de “funingine” , atunci urmatoare procedure de incalzire pentru obtinrea din lor, in rezultatul topirii straturi transparente cu schimbul diametrului de aproximativ 200…300 µm. In decursul acestor procedure au loc urmatoarele reactii chimice:

Temperatura si presiunea vaporilor, deobicei se allege astfel ca reactiile sa decurga in tub pina la o oarecare stare in faza gazoasa. Aceasta metoda se numeste Modified Chemical Vapor Deposition technique (MCVD). In metoda precedent cu depunerea din faza gazoasa (CVD – Chemical Vapor Deposition) se folosea temperature si presiuni mai mici, in rezulltatul carora reactiile decurgea doar la su[rafata tubului. Metoda MCVD permite viteze mult mai mari de depunere, si in-afara de aceea ca inca pot fi marite, daca in zona reactiei sa creem plazma cu microunde. Folosind vapori din combinatii halogenice in loc de cele apoase si eliminarea vaporilor de apa din zona reactiei permit obtinerea unor concentratii de ioni de hidroxil foarte mici.

La sfirsitul procesului dat tubul este transformat intr-o tija cu diametrul 4…5 mm in rezultatul maririi temperaturii pina la 1770 oC din contul miscarii mai lente a flacarii cuptorului. Viteza e deplasare a arzatorului poate fi regulate cu ajutorul

UTM FRT TLC-092

sistemii de regllare automata, care controleaza temperature cu metoda pirometriei. Ultima trecere a arzatorului in urma caruia se formeaza tija, dureaza 30 min. Aceasta trebuia realizata foarte atent, cu o precizie foarte mare, deoarece de aceasta operatie depinde cilindritatea produsului obtinut si a concentratiilor miezului si camasei.

Insasi fibra este trasa din semifabricatul produs la un aparat special, asemenea celui aratat in fig..1.6. Desigur cu metoa de scoatere continua a fibrei, aceatsa operatie trebuie unita cu celelalte procese, iar la utilizarea semifabricatelor aceasta poate fi realizata si aparte, cum si este demonstrate in fig1.6. In zona incalzirii trebuie menntinuta temperature 1900…2000 oC, deobicei obtinuta datorita cuptoarelor electrice, poleita cu cuart. Insa, a fost demonstrate ce sunt effective si alte metode ce incalzire pentru incalzirea tijei, cum ar fi lazerul pe bioxid de carbon.

Fig1.6

Foarte important este de a menţine diametrul exterior de fibra în termen de fractiuni de un micrometru, aşa cum pe suprafaţa exterioară are loc indreptarea fibrelor in conectarea lor. Orice abatere de la valorile diametrul nominal duce la diferenţe semnificative între miezuri de fibre conectate. Sistemul cel mai frecvent pentru controlul diametrul de fibre tras constă într-o iluminare laser, de fibre şi

UTM FRT TLC-092

fotodetector plasate în zona de mult loc, la acelaşi model de difractie. Imaginea difractiei se schimba odata cu schimbarea diametrului fibrei, contribuind astfel la schimbarea si curentului fotodioei. Această schimbare a curentului duce, la rândul său, ca semnal care controlează servo care determină viteza de fibre de preforme de lichidare şi rata la care hota dispozitivul. Acest lucru asigură că instabilitatea de mai puţin de 0,1%. Viteza de fabricare a fibrei este reglata cu ceam mai buna precizie de un actuator de precizie. Apoi, piesele de lungimea fibrei necesară poate fi invirtita pe bobina fără oprire şi reluarea procesului de alungire a fibre în fiecare caz aparte.

E bine de stiut că segmentul de lungimea fibrei de 1 km,  înfăşurat pe cilindru cu un diametrude 30 cm, în trepte de 5 fibre per milimetru, ar fi avut lungimea de 20 cm. Atunci la diametrul  fibrei de  100 de microni, el ar cântări mai puţin de 1 uncie (20 de grame). Viteza de infasurare variază de 0.2 - 5 m / s. Astfel, alungiri de 5 ... 10 km de fibre este necesară 5 ... 10 h, iar la obtinerea insasi a semifabricatului pentru fibra cu coeficientul de rafractie in gradient e calitate inalta  poate necesita 10 ore. Chiar cu un grad ridicat de automatizare a procesului, care este absolut necesar, producţia de fibre prin această metodă este costisitoare şi, aparent, de la 100 de dolari pe kilometru. Comparativ cu fibra, a făcut-o manieră continuă şi se extinde la viteze mai mari decât cele indicate, o fibră fabricat prin metoda descrisă mai sus, ar fi mult mai

ieftin, iar costul său mai puţin de 10 dolari pekilometru.

Principalul obstacol pentru creşterea ratei de producţie nu este  procesul de scoatere a fibrei, ci funcţionarea ulterioară a stratului de polimer. Sa constatat că este foarte important să se asigure aplicarea de fibre filate de strat primar de acoperire de protecţie a unui polimer direct de la ieşirea din găurile de cuarţ spinneret de fibre pentru a proteja suprafata. În caz contrar, în condiţii atmosferice normale la suprafata se formeaza microfisuri, care reduce drastic duritatea fibrei la rupere. Sa constatat că aplicarea hârtie strat de polimer! grosime de aproximativ 40 de microni, care are o buna aderenta la suprafata de siliciu împiedică microfisuri. Uneori, aplicat la două straturi: subtiri de primar (10 microni), din material cu indice de refractie mare şi mai gros ulterioare (100 microni), din material cu un indice de refracţie mai mic. Strat primar de polimer este, de obicei precipitate din soluţie, după cum se arată în Fig. 1.6.

UTM FRT TLC-092

Pericol, din care fibrele optice pot fi în procesul de exploatare, este accesul la apă, care afectează puterea. Pentru a asigura puterea de fibre în timpul operaţiunii să-l protejeze de orice contact cu apa, care ar putea difuza în cristal prin polimer. Pentru a obţine un strat de protectie impermeabil unii cercetatori s-au experimentat cu acoperiri ceramice aplicate la fibre şi celălalt cu metal depus pe stratul de polimer. Într-un alt caz, protecţia de fibra de umiditate pentru a efectua teaca exterioară a cablului. Ultimul pas în procesul de desen fibre se aplică pe suprafaţa de inalta rezistenta folie de plastic extrudat. Acest strat protejează fibra de efectele de sarcini longitudinale şi transversale mecanice, indiferent dacă se utilizează fibra de sine sau ca parte a alerga prin cablu multi-conductor. Folie de plastic pot fi aplicate direct la fibra filate, după cum se arată în Fig. 1.6, b, sau procesul poate fi parte a follow-up funcţionare pentru producerea de cablu de fibra. De-a gata de fibre este, de obicei, înfăşurat pe un tambur de aluminiu încălzită. După răcire la temperatura camerei, toba este redusă în diametru şi previne orice stres, minimizând, astfel, efectele de efecte de fibre microbending.

UTM FRT TLC-092

În descrierea procesului de MCVD şi CVD concentrat pe a face fibra cu coeficientul de refractive gradient. Cu toate acestea, ambele din care poate fi uşor adaptat pentru obţinerea de fibre monomod cu diametru mic nucleu de controlul pur şi simplu suma conţinută în materialul piesei pentru miez si camasa. Comparam procesul de MCVD şi VAD. Iniţial, dimensiunea piesei obţinut

MCVD fel, se limitează la necesitatea de a menţine controlul asupra procesului de depunere, care rezultă din ea este întinsă, de obicei, 3 ...  5 km de fibra gradient. O mai mare presiune de vapori a materialului depus şi un control mai atent asupra condiţiilor de depunere a fost posibil să se obţină piesa de mari dimensiuni. În plus, după conversia a piesei de prelucrat într-o tijă este introdus într-un tub de cuarţ pur, care formează suprafaţa exterioară a carcasei înainte de piesa de prelucrat este tras prin fibra. Este deosebit de potrivit pentru fabricarea de fibre monomod. Folosind aceste metode, putem obţine semifabricate, din care să elaboreze 10 km e fibre gradient şi fibre peste 30 de km monomod, menţinând în acelaşi timp o calitate foarte înaltă. Preparatele obţinute prin VAD este de obicei mai mare decât spaţii, obţinute prin MCVD. A fost demonstrat că utilizarea de conectare ulterioară la o ţaglă tub de cuarţ poate da mai mult de 30 de km de fibra multimod şi 100 km monomod.

Profilul indicele de refracţie de fibre fabricate de VAD, un profil mai fin, în comparaţie cu fibre produse de MCVD, cu toate acestea, dificil de a oferi precizia necesară a forma profilul indicelui de refracţie şi o graniţă clară între miez şi coajă. Figura 1.7 ilustrează şi limitele de posibilele modificări ale profilului indicelui de refracţie în fibre, fabricate de VAD, prin

reglementarea temperatura flăcării în timpul depunere, datorită modificărilor în curs de desfăşurare în raportul amestecului de oxigen şi hidrogen. Profilul indicele de refracţie a matriţelor obţinute prin MCVD, are două defecte, care sunt transferate de fibra fibra şi efectul negativ al acesteia asupra proprietăţilor de dispersie. Această schimbare periodică în indicele de refracţie de la strat la strat şi scăderea ("dip"), pe axa a piesei de prelucrat la o valoare aproape egală cu indicele de refracţie de siliciu nedopate. Ambele defecte sunt rezultatul de difuzare şi de evaporare a dopants în timpul ciclurilor de încălzire înainte de depunerea de straturi. Adăugarea de perechi de clorură de germaniu, fosfor concentraţii mici, oxiclorura reduce temperatura de depunere şi a reduce cantitatea de valuri periodice. "Eşecul" în profilul indicelui de refracţie pe axa de fibre este rezultatul de evaporare a dopants pe scena a tijei tubului de compresie. Eşec este redusă în cazul în care în această etapă, pentru a menţine o presiune mai mare pe O2 Cl2 şi

UTM FRT TLC-092

dopants vapori. Profilul de un tipic de germaniu-dopat fibre obţinute prin MCVD, este prezentat în Fig. 1.7

Fig1.4

Utilizate în MCVD reactivii trebuie să fie de puritate mai mare şi special uscate. În cursuloperaţiunii de uscare este de important VAD preforme poros. În ambele cazuri, vapori de apa se poate difuza din pereţii tubului de cuarţ în timpul compresiei în tija. În scopul de a preveni efectul lor nociv asupra pierderii de fibre este de dorit să aibă un strat degrosime de siliciu precipitat de micrometri mai multe, care este P205, şi B203-dopatsau p, pentru a forma o interfaţă între vamasa miez şi a straturilor interioare ale camasei. În viitor, aceasta va acţiona ca un tampon împotriva vaporilor de apă în exces într-un tub de protecţie coajă de cuarţ acoperite.

2. Cabluri optice.

Pentru funcţionarea normală a fibrelor optice şi de lucru cu ei necesită provocate la iesirea  lor din maşină trăgând straturi suplimentare de protecţie. În funcţie  de  destinaţia de fibre, acestea pot fi decorate într-un cablu care conţine multe fibre, sau ambulate

UTM FRT TLC-092

individual. În ultimul caz caz, se întindă pur şi simplu acoperită cu un strat de fibre polimerice de la maşină direct în aparatul de extracţie pentru a aplica un strat  de

protecţie de extrudare pentru a produce produsul finit acoperit cu un strat polimeric şi  de protecţie a fibrelor, cu un diametru de aproximativ 0.,5 .. 1 mm.

Aceasta fibra este extrem de sensibila la coturile în unghi ascuţit, care provoacă fisuri şi influenţe externe, mecanice, care creeaza pierderi microbending. Scopul procesului de stabilire a cablurilor de fibre, este de a minimiza aceste efecte, precum şi protejarea fibrelor de efectele chimice şi fizice într-un mediu agresiv. Acest lucru este realizat prin includerea elementelor de cablu mecanic puternice în formă de fire de oţel,un polimer (cum ar fi Kevlar) sau de carbon. Datorită acestuia este posibil de a intinde cablurile prin conducte, fără a deteriora fibrele din cauza tensiunii puternice. În plus, compoziţia cablu de fibra optica poate fi, de asemenea, activat şi de fire de cupru pentru a oferi repetoare de putere de la distanţă.

Desigur, proiectarea de cabluri cu fibre optice sunt foarte diverse (Fig.2.1).  De fibră optică pot fi ambalate în interiorul tubului de-a lungul axei sale sau într-o spirală în jurul unui nucleu solid central. Aceasta poate sta în mod liber în tub în cablu sau pot fi fixate. În acest din urmă caz, cablul trebuie să fie suficient de puternic şi complet umplut cu un material elastic, în scopul de a reduce tensiunile transversale şi longitudinale în fibre. De multe ori a fost menţionat faptul că operatiunea de stabilire în fibre cablu creşte pierderile în fibre din cauza microbending . Iniţial, aceste pierderi suplimentare ar putea fi de 0,5 ... 2 dB / km, dar nu există dovezi că scăderea ulterioară a solicitărilor mecanice generate în fabricarea de cablu, ei sunt reduse. Aşa cum va fi prezentat in urmatorul capitol, îmbunătăţirea tehnologiei de fabricaţie a cablurilor care să conducă la o scădere semnificativă în acelaşi timp, a creat pierderi suplimentare.

Ar putea fi necesar următorul comentariu cu privire la costul de cabluri de fibră optică.Costul de fabricaţie unui cablu optic este mult mai mult decât costul fiind o parte din fibre, cu excepţia pentru modele sale simple, cum ar fi fibra unică, şi, eventual, unul din Fig. 2.1, precum şi. În plus, UIA este aproape acelaşi cu costul de producţie al unui cablu electric de complexitate comparabile, şi este, de exemplu, aproximativ 1 ... 10 $ pe metru pătrat. Astfel, avantajul de cabluri cu fibre optice în comparaţie cu electric este de lăţime de bandă mai mare la costuri mai mici repetoare optice. Capacitatea suplimentară va fi pusă în aplicare fără

UTM FRT TLC-092

complexitatea suplimentară a echipamentelor terminale şi sisteme de transmisie pentru a creşte valoarea. De exemplu, să presupunem că douăzeci sau treizeci de

terminale grafice conectate la un calculator central situat la o distanţă de câteva sute de metri. Viteza maximă trans ¬ chi-ul de informaţii pentru fiecare terminal, şi de la el este de 9,6 kbit / s. Problema constă în alegerea între garnitura de cablu obişnuit la fiecare terminal, constând dintr-o pereche de fire de cupru răsucite sau cablu de fibra optica din cele două dispozitive, cu utilizarea de canale separate de la fiecare capăt. La ora actuală, din motive de cost, ar trebui să se acorde preferinţă soluţie completă tradiţional cu ajutorul unui cablu convenţional, şi numai cerinţele suplimentare, cum ar fi protecţia la interferenţele electromagnetice, ar putea pune întrebarea cu privire la aplicarea de fibre optice. Dacă vom creşte rata de date sau de la distanţă, este preferabil să se utilizeze o fibră optică.

Fig2.1

UTM FRT TLC-092

3. Conectarea fibrelor optice. Conectori.

Nu contează cât de lung sau un segment de o singură fibră, nici un sistem de comunicare nu se pot face fara a se folosi de conectarea acestora, fara dispozitice speciale. Definim doar diferenţele dintre legătura permanentă sau lipitură, divizat, şi dispozitivul de cuplare sau conector optic.Despicare de fibre necesare pentru cabluri de stabilire în A sau în funcţionarea acestuia, în cazul în care cablul este deteriorat, si fibre sale sunt rupte. Plug-in-conectori sunt de obicei utilizate în echipamentul terminal. Aparent, a surselor de radiaţii şi de fotoreceptori sunt permanent conectate cu un segment scurt de fibre şi, astfel, se poate conecta la un conector standard de fibră optică. Acest lucru vă permite să dispună de surse de lumină separate şi fotodetectori, şi atunci când este necesar, înlocuiţi-le.Racorduri şi conectori optice pot fi necesare pentru conectarea de fibre individuale, aşa-numitul conectare simultană a mai multe fibre, aranjate în cablu. Fiecare lipitură sau conector va face pierderi suplimentare şi necesitatea de a minimiza aceste pierderi, rezultând în toleranţele decalaj severe asupra fibrelor atunci când acestea sunt conectate. Fibrele provin dintr-o nepotrivire de fibre disponibile, legate de diferenţele de apertura numerica (AP), profilul indicelui de refractie, diametrul miezului, sau erori în orientarea relativă a fibrelor atunci când acestea sunt conectate. Aceste toleranţe sunt de fapt foarte greu, mai ales pentru fibre monomod, al căror diametru de bază este de 5 ... 10 microni. De obicei, trecerea de fibre conectate între ele duce la un consecinţe mult mai grave decât dezacordul lor, pe colţ, sau (în cazul de conectori), un decalaj între capetele. Acest lucru este clar văzut în Fig. 3.1, in care este ilustrat rezultatele masurarilor pierderilor la conectarea fibrelor gradient.

Lipituri pot fi obţinute ca o fuziune (de sudură), capetele a doua fibre conectate, şi lipirea lor cu un liant transparent, care est in concordanta cu indicele de refracţie de fibre.Pentru a menţine capetele de fibre conectate la poziţia dorită nevoie de dispozitive speciale de prindere, deşi acesta este folosit şi de adeziv polimeric, sau capetele de fibra de pre-topit si apoi combinate. Acesta a fost descris mai multe modele de astfel de dispozitive. Cei care sunt proiectate să funcţioneze într-un laborator sau de companie, pot fi destul de complexe, dar altii, concepute pentru a face conexiuni în domeniu, ar trebui să fie sigure, fiabile şi uşor de utilizat. Într-unul dintre cele mai de succes metode de sudare dintre capetele de fibre legate de fibrele transporta sarcina electrica, ceea ce le ies în evidenţă sunt topite cu

UTM FRT TLC-092

căldură. Atunci când aceste scopuri sunt apoide contact, forţele de tensiune superficială tind să combine cele două fibrele necesare.Acesta a fost dezvoltat de echipament adecvat pentru personal necalificat pentru a face conexiunea de fibre în domeniu. Pierderea rezultată în acest caz, s-au ridicat la aproximativ 0,2 dB / conexiune pentru fibra multimod şi mai puţin de 0,5dB / conexiune pentru fibra monomod.

Adezivi şi conexiuni priza asigura fibre pierderi reduse doar atunci când feţele lor finale sunt curate, netede şi perpendicular pe axa de fibre. Mod sigur şi bine controlat de tăiere de fibre este de zgârieturi lor de lichidare sub tensiune în cadrul rotunjite şi provoacă pe suprafata sa exterioara. Apoi fibra este rupta astfel in rezultatul extinderii crapaturii sub actiunea presiunii continue. Această metodă este familiar pentru oricine care a lucrat cu sticlă.

Fig3.1.

UTM FRT TLC-092

Constructia de conector optice, după cum se arată în Fig. 3.2 depinde de cerinţele de acurateţe ale conexiunii mecanice de fibre (Fig. 3.2). Iniţial a făcut la pierderi fişa să nu depăşească 0,5 dB / de racordare detaşabil. Ulterior, cu toate acestea, uzura mecanica,precum si probabilitatea de contaminare şi deteriorare a se confruntă cu sfârşitul fibre aderat la operaţiune a condus la o creştere semnificativă a pierderilor. Dezvoltatorii FOCL nu sunt una în cauză a capacităţii de rezervă acceptabil pentru a compensa aceste pierderi, dar cea mai conservatoare a ei susţin că, în condiţii de funcţionare adverse trebuie să ia o sumă egală cu 3 dB /conexiune.

4. Masurarea caracteristicilor fibrei optice.

Capacitatea de a masura cu exactitate caracteristicile unor astfel de fibre optice, asa cum diametrul fibrei si camasei, apertură numerică şi profilul indicelui de refracţie, pierderea şi dispersia sunt la fel de importante pentru ambii producătorii de fibre, care doresc să-l utilizaţi pentru a controla caracteristicile de fibre, precum şi pentru dezvoltatorii de sisteme de comunicaţii optice care ar trebui să fie ales de fibre, cel mai deplin îndeplineşte cerinţele. Pentru a imbraca aceste modificări au fost propuse mai multe metode şi a dezvoltat un număr mare de instrumente destul de complicate pentru punerea lor în aplicare. O parte din acest echipament este conceput pentru a masura caracteristicile de fibre direct în procesul de fabricaţie (în timp real), un alt frecvent utilizate pentru a în serviciu de sistem de comunicare de fibre şi, în cele din urmă, o parte de astfel de echipamente pot fi utilizate numai în laboratoare pentru scopuri de cercetare. Au fost oferite de metode foarte subtile şi sofisticate pentru determinarea indicelui de refracţie de fibre profil şi de măsurare deschiderea sa numerică, în funcţie de lungimea de undă. O bună descriere a multora dintre aceste metode pot fi găsite în comentarii mai ample, cum ar fi [4.1 ... 4.3], în timp ce o analiză mai detaliată şi specifică a problemei este

UTM FRT TLC-092

dată în [4.5] şi [4.6]. Prin urmare, în această secţiune nu trebuie să dea o descriere detaliată şi completă a tuturor metodelor, ci doar uita-te la o parte din modificările care pot fi implementate într-un ustanrvke laborator simplu proiectat pentru a măsura atenuarea şi dispersia în fibre, precum şi observaţii cu privire la unele dintre dificultăţile care pot apărea în explicarea obţinut rezultate. Aveţi nevoie pentru a masura pierderile de dispersie şi în gama de lungimi de undă. Dificultatea rezultat este faptul că nici una dintre aceste caracteristici nu poate fi egală cu lungimea de fibre şi, în plus, ambele de care variază în funcţie de sursă. Faptul că probabilitatea de a împrăştia din fibra de raze mai înclinate este mai mare decât săditor de-a lungul axei fibrei. Acest lucru se referă la împrăştierea de către domnul microbending imprastiere ghid de undă. Acest efect, cunoscut sub numele de optică moduri, ceea ce duce la slăbirea de raze diferite (moduri), care se propagă în traektrriyam diferite, şi pentru a reduce dispersia temporală, atunci când a pierdut cele mai razele oblice. Cu toate acestea, este, de asemenea poate duce la împrăştierea microbends ei înşişi şi de a converti razele kanaliziruemyh astfel razele axiale în oblice şi vice-versa. După trecerea pe o anumită distanţă între grinzi de înmulţire într-o fibră de o distribuţie de echilibru. Acest lucru duce la o scădere a dispersiei intermodale şi pulsul extinderea este proporţională cu rădăcina pătrată a distanţei parcurse. În acelaşi timp, din cauza atenuare mai mare a razelor de testare împrăştiate de un drum în pantă, pierderile totale din fibre creşte. În cazul în care calitatea de fibre fabricate şi cabluri sunt îmbunătăţite, acest efect este cunoscut sub numele de efect de transmodal formaţiuni a devenit mai puţin important. Acesta va fi discutat în capitolul urmator.

Evident, atunci când măsurarea pierderilor de dispersie şi în fibre pot reproduce cu exactitate tipul dorit de sursa de lumină şi condiţiile mecanice, în care va fi în funcţiune. Utilizarea de difuz, mai degrabă decât o sursă de lumină colimată duce la pierderi suplimentare şi de dispersie mai mare în fibre, desigur, pe segmentul său iniţial.

Schematic in fig4.1 este reprezentata instalatia experimentala de masurare a dispersiilor materiala si intermodala in diapazonul larg de lungimi de unda. Componentele instalatiiei, surse de iradiere, detector, vor fi analizate la descrierea diferitor metode de masurare.

Pierderile din fibre este cel mai bine măsurată prin eşecul său mecanice, cu aceasta se utilizează o sursă de radiaţii, care funcţionează în mod continuu. Fotodetector de referinţăoferă o putere constantă de fibre optice de la intrare. Măsurarea distructivă a pierderilordin fibra este realizat simplu şi constă

UTM FRT TLC-092

în măsurarea atenuarii fibrei de lungimi diferite.În primul rând, măsuram atenuarea fibrei, iar apoi, după tăiere piesele de o anumită lungime. Cu o mică fractură de evaluare de fibre a pierderilor poate fi

efectuată prin măsurarea puterii de  Φ1,transmis de o fibra intreaga de lungimea l1

şi comparându-l cu puterea Φ2 , măsurată la ieşire, scurtat cu aproximativ 5 m (l2). Această metodă de măsurare a elimina unele dintre efectele datorate de fibra cuplat celulă fotoelectrică şi punerea într-o lumină. În acest caz, pierderea va fi egală cu ( daca l1 si l2 sunt masurati in km):

Pierderi

( dBkm

)=

10 lg(Φ 1Φ 2 )

(l 1−l 2)=

10 lg ( V 1V 2

)

(l1−l2)

Unde: V1, V2 – tensiunile la iesirea amplificatorului, conectat dupa etector.

Aici se presupune că detectorul funcţionează în regim liniar. Pentru a asigura o măsurare de un interval dinamic larg, în a doua dimensiune este mai bine să utilizaţi un attenuator calibrat.Sursă de radiaţii poate fi utilizat cu LED-uri sau cu laser, care funcţionează la o lungime de undă necesara. Pe de altă parte, se poate utiliza surse de lumină de bandă largă, cum ar fi becurile cu halogen sau xenon lampa cu arc electric în combinaţie cu un monocromator şi o serie de filtre de interferenţă de a oferi suprapunere necesare pentru gama de lungimi de undă. La lungimi de undă mai mică de 1 micron ca o celulă fotoelectrică care poate fi utilizat de fotodiodă, siliciu sau fotomultiplicator. La lungimi de undă mai lungi ar trebui să fie utilizate fotodiode din germaniu germanium si diode racite dint antimonid de indiu, sau din alte materiale semiconductoare fotodetectori, aşa cum este descris în capitolul 12.

Pentru a determina dispersia fibrei, este neccesar de a obtine modularea puterii de iesire a sursei de iradiere. Atunci când se măsoară variaţia în lungimea de undă de lucru pentru acest scop, se poate utiliza metoda directă de modularea un laser semiconductor sau cu LED-uri.Modularea impulsului este, de obicei, ales în acest caz, variaţia totală poate fi estimatădin dependenţa de extinderea impulsurilor optice de la lungimea fibrei. Această metodă de măsurare a dispersiei de "domeniul timp". Pe de altă parte, pentru măsurarea directă a lăţimei de bandă de fibre poate fi folosit ca un modulator  un generator de frecventa oscilatorie.

UTM FRT TLC-092

Fig4.1. Schema instalatiei de laborator pentru masurarea caracteristicilor fibrei optice.

Metoda de "transfer de impuls" este o metodă de puls modificat, care a fost folosit pentru a studia propagarea luminii într-o fibre foarte scurte (mai puţin de 1 km). În acestcaz, la fiecare capăt al fibrei este plasat oglinda semitransparentă, astfel încât, după mai multe reflecţii de impulsuri luminoase pot fi observate în oricare dintre ele.

Metoda de "impulsuri întârziate", oferă o oportunitate de a observa  dispersia materialului separat de ceilalti de tipul sau. În acest caz, dependenţa măsurată a t total de întârziere de lungime de undă pentru o anumită lungime de fibre. Deoarece întârzierea,cauzata de dispersia intermodala, nu depinde de lungimea de undă (care poate fi controlat prin monitorizarea forma de impulsuri, care nu trebuie să se schimbe atunci când trecerea de la o lungime de

UTM FRT TLC-092

undă la alta), modificări ale t este o consecinţă directă a grupului, în funcţie de indicele de refracţie N de lungimea de undă :

t(λ) = N(λ)l/c.

Inclinarea curbei, ilustrata e dependent t in functie de λ, nemijlocit caracterizeaza valoarea dispersiei materiale:

n (r )=¿

Cea mai comuna sursa de radiatii utilizate pentru măsurători precise, un laser de impulsuri este suficient de puternic pentru a crea non-liniare efecte de mediu relevant.Folosind efectele neliniare pot fi impulsuri scurte, care ocupă un anumit interval de lungimi de undă. Cu ajutorul unui monocromator poate selecta banda îngustă de lungimi de undă dorită, şi, dacă este necesar, o modulare suplimentară poate fi realizat folosind modulator externa de lumina. Frecvent utilizate lasere de colorare, de neodim şi de lasere. Unul dintre mass-media posibile neliniare poate servi ca o fibra single-mode.Fiind incantat de impulsuri de aproximativ 1 kW de energie, la o lungime de undă de 1,06 microni, emise de laser Q-switched laser sau ytriu-aluminiu granat cu neodim, care funcţionează într-un mod de-blocat, aceasta funcţionează ca o sursă de bandă largă, care emite în intervalul de 1,1. .. 1.6 microni. O altă sursă de bandă largă pot fi obţinute cu ajutorul unui amplificator optic parametrice în niobate litiu. Pentru excitaţie a amplificatorului a fost folosit ca lasere de colorare, de neodim şi de lasere, generează radiaţii în acelaşi timp, suprapunerea gama de 0,56 ... 3.5 microni.

Ar trebui de subliniat faptul ca metodele descries sunt moderne si bine concepute, insa exista incorcondante inexplicabile in rezultatele masurarilor direct pe o proba a fibrei, si a intregului cablu, confectionat din acelasi material.

UTM FRT TLC-092

5. Compararea liniilor fibrelor optice cu linile electrice obisnuite de transmisiuni de date.

Scopul acestei secţiuni este de a analiza rezultatele practice ale teoriei care a fostprezentată în secţiunile anterioare, de evaluare a eficienţei de fibră optică şi diverse H, comparativ cu canalele de comunicare conventionale.Informaţiile necesare sunt cuprinse în Fig. 5.1, care prezinta dependenta  pierderilor faţă de frecvenţa unor sisteme  tipice folosite pentru a transmite informaţii.

Din perspectiva utilizatorului o diferenţă importantă între fibrele optice de la liniile de aer,cum ar fi echilibrate şi coaxial cu ghid de undă şi sunt independente de atenuare în fibră de lăţimea spectrului semnalului. Aceasta se explică parţial prin faptul că toate emitatoele optice este singurele surse de zgomot în bandă largă, pe care le-am comparat emiţătoare prin scânteie folosite pentru comunicaţii radio la începutul secolului nostru. În modul digital de transmitere a informaţiilor pe care le sunt doar pornite şi oprite! Cu toate acestea, punctul de important aici este faptul că lăţimea de semnal în emiţător optic este mică în comparaţie cu domeniul de frecvenţă de răspândire a sursei de radiaţie.

Atenuarea de aer (1) şi simetrice (2) linia de comunicare este direct proporţională cu rădăcina pătrată a frecvenţei. (Numerele din paranteze se referă la curbele din figura 5.1.). La frecvenţe înalte, această creştere în atenuarea datorită efectului de piele. În cabluri coaxiale contribuie la pierderea de atenuare în dielectric se face proporţional cu frecvenţa, dar de obicei de dimensiuni mici, cu excepţia a celor mai înalte frecvenţe. Pierderile ohmice în conductoarele, care sunt proporţionale cu rădăcina pătrată a frecvenţei, sunt de obicei extrem.Expresia completă de atenuare în cablul coaxial este de forma:

UTM FRT TLC-092

AdB/m

=20 lg [ π fc

(µrεr )12 tgδ+

12 ( π fεrε 0

σ )12 (1+ a

b )bln( b

a )]

Unde: t gδ – pierderi dielectrice;

σ – conductibilitatea electrica a conductorului;

a – diametrul exterior a conductorului interior;

b- diametrului interior a conductorului extern.

Se presupune ca peste totul se folosesc unitatie SI.

Fig5.1. Dependenta pierderilor de frecventa, pentru citeva medii de transmisiune

UTM FRT TLC-092

Dacă al doilea termen domină, atunci amortizarea este invers proporţională cu diametrulcablului. Acest lucru este indicat în fig. 5.1, care prezinta caracteristicile de frecvenţă de atenuare pentru cele două cabluri de 50 ohmi, cu izolaţie din polietilenă (3) şi (4), şi o curbă similară pentru un cablu de 75 ohm (5), shkroko utilizate în liniile de comunicare pe distanţe lungi. Televiziune prin cablu sau dimensiuni sunt prezentate în tabelul. 4.1.Pierderile de relative scazute, obtinute datorita constructiei bune si folosirea materialelor de calitate inalta.

Curbe (6) şi (7) caracterizează atenuare calculat de cupru din ghidurile de undădreptunghiulare WG10 şi WG16 respectiv. Ghid de undă WG10, are o secţiunetransversală intern 72,14 x34, 04 mm şi este de obicei folosit în de-apazone frecvenţe de 2,6 ... 4 GHz. În acest interval, nu sunt tipuri de valuri de ordin superior şi variaţiaasociate. Reţineţi că aceasta oferă lăţime de bandă maximă ocupat de un semnal egal cu 1.4 GHz. Ghid de undă WG16, cu o secţiune interioară de 22.86 x 10.16 mm, în mod normal funcţionează în gama de frecvenţe de 8,2 ... 12.4 GHz, oferind o lăţime de bandăegală cu 4.2 GHz.

În cele din urmă, curba (8) oferă o idee a proprietăţilor remarcabile ale modei TE01, raspindindu-se într-un ghid de undă de cupru circular cu un diametru de 50 mm. Pentru comparaţie, nu sunt dependente de frecvenţă a nivelurilor de semnal de atenuare.În funcţie de tipul de fibre poate fi mai mult de 1 dB / km sau mai mult de 1000 dB / km.De înaltă calitate, care nu conţin fibre optice de cuart cu apă poate fi utilizat în gama de lungimi de undă 1.5 ... 1,6 µ, cu un nivel de pierdere totală de mai mult de 1 dB / km.

Este probabil că, pe rute lungi, la o lungime de undă de 0.85 microni nivel de pierderi în aceste fibre este de 2...kdB/km . La fibra mai ieftin, facut din sticla borosilicat şi plumb, precum şi în fibre, cu miez de silice si polimer coajă poate creste pana la 20 ...200 dB /

UTM FRT TLC-092

km.Utilizarea de astfel de fibre, în liniile de comunicare pe distanţe scurte areavantajul de instalare mai uşoară de fibre de la o apertură numerică mai mare. Care apar în mod excepţional de mare de dispersie nu este important, la distanţe scurte.Pentru linii foarte scurte de comunicare, de lucru, la o temperatură ambiantă moderat sip ret redus poate deveni pe deplin de fibre optice de plastic.

Tabelul 5.1

Tipul cablului Curba a, mm b,mm Diametrul cablului,mm

RG/U174 3 0.48 1.5 2.54

RG/U218 4 4.90 17.3 22.00

Cablu pentru comunicatii la distante lungi

5 2.64 9.5 12.00

Trebuie să specificaţi dimensiunea redusă de fibră optică prin cablu coaxial şi ghid de undă. Cablu optic, care constă dintr-o singură fibră are un diametru de nu mai mult de 1mm, iar diametrul acelaşi cablu de 12,5 mm, aşa cum arătat anterior, poate să conţină mai mult de 100 de fibre optice. Astfel, atunci când distanţa este un factor foarte important în utilizarea de fibre optice poate oferi un transfer de o suma mult mai mare de informaţii, comparativ cu alte mijloace. Cu toate acestea, dimensiunea mica acablului de fibră optică şi de a crea unele dificultăţi la conectarea segmente de cablu şide distribuţie a fibrelor de la intrare şi ieşire. În cazul în care confortul de înlocuire şi de măsurare a caracteristicilor de cablu este mai important decât gama de comunicare şi de lăţime de bandă, putem lua în considerare utilizarea de fibre polimerice sau fascicule de fibre de sticlă, cu un diametru de 0,5 ... 0.1 mm. În acest caz, este de asemenea posibil să se utilizeze fibre simple de aceeaşi dimensiune, fără coajă, darele sunt foarte inelastica, şi sunt foarte sensibile la indoire.

Pe baza Fig. 4.12, au fost estimate limitele superioare ale frecvenţele de operareposibile de semnale (capacitate de informaţii de un canal de comunicare), care pot fi realizate cu ajutorul fibrelor optice de diferite tipuri: un megahertz câteva pentru fibre polimerice, zeci de MHz pentru fibre de sticlă ieftine şi fascicule ale acestora, sute demegahertzi pentru multimod fibre de

UTM FRT TLC-092

siliciu incantati de  diode emiţătoare de lumină, şi în cele din urmă GHz sau aproximativ de aceasta, pentru fibre gradient si monomod, la excitarea acestora prin iradierea lasarelor semiconductoare.

Aceasta devine evident faptul că pentru aplicaţii care implică transferul de informaţii pe distanţe scurte în banda de frecvenţă îngustă, cum ar fi transmiterea de date în interiorul sau între unităţi de echipament a sistemului, demnitatea de utilizare a fibrelor optice este asociat cu categorii cum ar fi preţul, greutate,

dimensiuni, izolaţie electrică, şi electromagnetice compatibilitate. Pierderile de dispersie şi de fibre, în acest caz, este relativ neimportant. Dacă aveţi nevoie de a transmite informaţii pe distanţe lungi într-un moderat sau o bandă largă de frecvenţe de a utiliza de înaltă calitate, fibre de silice, cu un nivel scăzut fibra optica pierderi oferă un avantaj în continuare semnificativ peste toţi concurenţii, cu excepţia ghid de undă circulară, care este distribuit in moda TE10 . Aceste ghiduri de unda au fost supuse unor teste severe şi au o istorie interesantă. Deşi au nevoie de un constructii elaborate si complexe, se recomandă precauţie atunci când o mare de asamblare şi de înaltă precizie în proiectarea şi fabricarea de distribuţie numai în moda TE01 şi suprimarea efectivă a tuturor celorlalţi, dar ei au trecut cu succes aceste teste. Sunt scumpe, dar au capacitatea de transfer de date extreme de mare, plăteşte integral costurile in comparative cu liniile telefonice cu alte solutii tehnice. Acum provocarea constă în utilitatea lor, pentru că acesta oferă ghiduri de unda de informare creşte lăţimea de bandă este prea mare pentru sisteme de comunicare contemporane. Prin urmare, testele au fost încheiate şi decizia de a elimina BOJ1C de intrare.

UTM FRT TLC-092

PROBLEME 1. Descrie diferitele metode de depunere de vapori, care sunt folosite de înaltă calitate, fibre de cuarţ. Determina cat de mult pot fi obţinute de preforme de fibre, înformă de tub de 1 m lungime, cu un diametru exterior de 25 mm si 3 mm grosima peretelui, dacă diametrul fibrei este de 125 de microni. 2. Noi presupunem că densitatea de putere optică săditor de-a lungul fibrei, este uniform distribuit prin miez, rezultând în introdus prin fanta în secţiunea următoarea producţiei de fibre depinde numai de zona de suprapunere nuclee legate de fibre. În acest conector  între miezul fibrelor diametrul d este trecerea de x.Arată că fracţiunea transmis prin intermediul conexiunii de putere, imprastiinduse de-alungul fibrei, se determina cu relatia:

( 2π

){cos−1( xd )−( x

d)(1− x2

d2 )1 /2}

Pentru a exprima acest lucru ca pe o pierdere în decibeli, şi comparaţi rezultatul cu datele prezentate în Fig. 4.9, care caracterizează pierderea experimental măsurată în fibre  cu indicele de refractie de gradient. Explicaţi de ce pierderile estimate poate fi mai mare decât cele observate în practică.

UTM FRT TLC-092

REZUMAT Pentru fabricarea de fibre de sticlă poate fi obţinut prin extracţie din faza lichida (platoul) sau prin depunere de vapori.

Creuzetul dublu oferă fabricarea fibrelor in trepte sau gradient, in continuu, cu pierderi de mai puţin de 5 dB / km la o lungime de undă de 0,85 microni, cu lăţime de bandă de fibre de gradient în exces de 300 MHz / km.

Dacă utilizaţi alte metode de faza lichidă, şi mai ales metoda de depunere din faza gazoasa, initial primesc semifabricate (preforme), care se întindea apoi segmente de fibre de lungimea dorită.

În afara procesului de depunere de vapori (OVD) şi procesul de depunere axială de vapori (VAD) pot obţine relativ repede piesa de mari dimensiuni. În principiu, metoda deVAD pot fi adaptate pentru producţia continuă de fibre. Acest lucru poate fi realizat prin pierderea de 1 dB / km sau mai puţin în gama de lungimi de undă1 ... 1,7 mm, cu o pierdere minimă de 0,3 dB / km la lungimea de unda 1.6µ. O metodă modificată de depunere chimică din vapori (MCVD) pentru a primi fibra optica, cu cele mai mici piereri şi de a controla cu atenţie profilul indicelui de refracţie.Astfel,  cu aceasta metoda fibrele gradientau o pierdere minimă de 0.34 dB / km la o lungime de undă de 1,55 microni, cu o lăţime de bandă de 1 GHz km, şi pierderi minime în fibre monomod este de 0,2 dB / km în lungimea undei de 1,55 microni.

Fibre extrasa trebuie imediata acoperita cu un strat protector de polimer, iar apoi presate cu plastic. Fibrele optice trebuesc bine protejate de la actiunea apei, ele nu trebuesc supuse unor indoiri brusti sau intinderi. Aceste conditii trebuie sa fiu principale la proiectarea fibrelor optice.

Pierderile medii la sudarea fibrelor, alcatuesc 0.1…0.5 dB. Iar pierderile obtinute la conexiunea fibrelor cu aparatele la intrare, sau iesire pot fi introduce de

UTM FRT TLC-092

aproximativ 0.5…3.0 dB.

Au fost propuse si dezvoltate diferite metode de masurare a caracteristicilor importante a fibrei, astfel ca : profilul indecelui de refractie, pierderi, banda de trecere.

In fig4.12 sunt aratate caracteristicile comparative a fibrelor si liniile electrice

de transmisiuni a datelor de diferite tipuri

2. Partea practica

Graficul 1

1.Datele initiale:

1.Transformăm din nanometrii în eV.

1.1 Cu ajutorul funcţiei: Column Set Column Valuie - 1.24/Col(A)

UTM FRT TLC-092

2. Plot

UTM FRT TLC-092

3. Construim graficul dependenţei transmitanţei

Analysis - Spectrocscopy - Baseline and Peaks

UTM FRT TLC-092

2.1a Aflăm pikurile

UTM FRT TLC-092

4.Marim graficul

UTM FRT TLC-092

5. Selectăm PeakInfo de unde alegem varianta A(L) şi o trecem în Excel şi calculăm cu formula 1.24/(1000*(C5-C4)) (C5 şi C1 sunt valorile ce corespund aranjării în exel a mărimilor A(L) din Origin)

6.Plot

UTM FRT TLC-092

Marim graficul

Graficul 2

UTM FRT TLC-092

2. Plot

UTM FRT TLC-092

3.Spectroscopy

UTM FRT TLC-092

4.Aflam picurile

5.Excel

UTM FRT TLC-092

6.Construim graficul

Graficul 3

1.Datele initiale

UTM FRT TLC-092

2. Plot

3.Aflam picurile

UTM FRT TLC-092

Picuri

UTM FRT TLC-092

4. Introducem datele in Excel

5.Plot

UTM FRT TLC-092

Graficul 4

1.Datele initiale

UTM FRT TLC-092

2. Plot

3.Aflam picurile

Picuri

UTM FRT TLC-092

UTM FRT TLC-092

4. Introducem datele in Excel

5.Plot

UTM FRT TLC-092

Graficul 5

UTM FRT TLC-092

1.Datele initiale

2. Plot

3.Aflam picurile

UTM FRT TLC-092

UTM FRT TLC-092

4. Introducem datele in Excel

5.Plot

UTM FRT TLC-092

Graficul 6

1.Datele initiale

UTM FRT TLC-092

2. Plot

3.Aflam picurile

UTM FRT TLC-092

4. Introducem datele in Excel

UTM FRT TLC-092

5.Plot

UTM FRT TLC-092

UTM FRT TLC-092

Concluzie.

In urma efectuarii acestui proiect de an am facut cunostinta cu metodele de fabricare a fibrelor si cablurilor optice, am observant care si din ce cauza sunt mai bune, in dependent de pierderile introduce prin fabricare, am ajuns la concluzia ca fibrele sunt influentate negativ de catre apa

Am determinat caracteristicile principale ale fibrelor optice, si metodele de masurare a acestora. A astfel de parametric ca : profilul indicelui de refractie, pierderi, banda de trecere etc.

In partea practica ne-am familiarizat cu programul Origin 8.5. am determinat practice spectrele semnalelor si neajunsurile acestora.

UTM FRT TLC-092

Bibliografie :

1. Оптические системы связи (Гауэр Дж., 1989) ( Cap. IV, pag.92-118)

2. Indrumarele de laborator la Comunicatii optice.

3. Programul Origin 8.5

UTM FRT TLC-092

UTM FRT TLC-092