በኦፕቲካል ፋይበር ቁሶች ውስጥ የመምጠጥ መጥፋት ዝርዝር ማብራሪያ

የኦፕቲካል ፋይበርዎችን ለማምረት የሚያገለግለው ቁሳቁስ የብርሃን ኃይልን ሊስብ ይችላል. በኦፕቲካል ፋይበር ቁሶች ውስጥ ያሉ ቅንጣቶች የብርሃን ኃይልን ከወሰዱ በኋላ ንዝረትን እና ሙቀትን ያመነጫሉ እና ሃይሉን ያጠፋሉ ፣ ይህም የመምጠጥ ኪሳራ ያስከትላል ።ይህ ጽሑፍ የኦፕቲካል ፋይበር ቁሳቁሶችን የመምጠጥ መጥፋትን ይተነትናል.

ቁስ አካል በአተሞች እና ሞለኪውሎች የተዋቀረ እንደሆነ እና አቶሞች ከአቶሚክ ኒዩክሊይ እና ከውጪ ኤሌክትሮኖች የተውጣጡ ሲሆኑ በተወሰነ ምህዋር ውስጥ በአቶሚክ ኒውክሊየስ ዙሪያ የሚሽከረከሩ መሆናቸውን እናውቃለን። ይህ ልክ እንደምንኖርባት ምድር እንዲሁም እንደ ቬኑስ እና ማርስ ያሉ ፕላኔቶች ሁሉም በፀሐይ ዙሪያ ይሽከረከራሉ። እያንዳንዱ ኤሌክትሮኖች የተወሰነ የኃይል መጠን አላቸው እና በተወሰነ ምህዋር ውስጥ ናቸው, ወይም በሌላ አነጋገር እያንዳንዱ ምህዋር የተወሰነ የኃይል ደረጃ አለው.

ወደ አቶሚክ ኒውክሊየስ የሚቀርበው የምህዋር የኢነርጂ መጠን ዝቅተኛ ሲሆን ከአቶሚክ ኒውክሊየስ በጣም ርቆ የሚገኘው የምህዋር የኢነርጂ መጠን ከፍ ያለ ነው።በኦርቢቶች መካከል ያለው የኃይል ደረጃ ልዩነት መጠን የኃይል ደረጃ ልዩነት ይባላል. ኤሌክትሮኖች ከዝቅተኛ የኃይል ደረጃ ወደ ከፍተኛ የኃይል ደረጃ ሲሸጋገሩ በተመጣጣኝ የኃይል ደረጃ ልዩነት ኃይልን መውሰድ አለባቸው.

በኦፕቲካል ፋይበር ውስጥ፣ በተወሰነ የኃይል ደረጃ ላይ ያሉ ኤሌክትሮኖች ከኃይል ደረጃ ልዩነት ጋር በሚዛመደው የሞገድ ርዝመት ብርሃን ሲፈነጥቁ፣ በዝቅተኛ ኃይል ምህዋሮች ላይ የሚገኙት ኤሌክትሮኖች ከፍተኛ የኃይል ደረጃ ወደ ሆኑ ምህዋር ይሸጋገራሉ።ይህ ኤሌክትሮኖች የብርሃን ሃይልን ስለሚስብ የብርሃን መጥፋት ያስከትላል.

የኦፕቲካል ፋይበር ለማምረት ዋናው ቁሳቁስ ሲሊኮን ዳይኦክሳይድ (SiO2) ራሱ ብርሃንን ይቀበላል, አንዱ አልትራቫዮሌት መምጠጥ እና ሌላኛው የኢንፍራሬድ መምጠጥ ይባላል. በአሁኑ ጊዜ የፋይበር ኦፕቲክ ኮሙኒኬሽን በአጠቃላይ በ 0.8-1.6 μm የሞገድ ርዝመት ውስጥ ብቻ ይሰራል, ስለዚህ በዚህ የሥራ ቦታ ላይ ያለውን ኪሳራ ብቻ እንነጋገራለን.

በኳርትዝ ​​መስታወት ውስጥ በኤሌክትሮኒካዊ ሽግግር የሚፈጠረው የመምጠጥ ጫፍ ከ0.1-0.2 μm የሞገድ ርዝመት በአልትራቫዮሌት ክልል ውስጥ ነው። የሞገድ ርዝመቱ እየጨመረ በሄደ መጠን መምጠጡ ቀስ በቀስ እየቀነሰ ይሄዳል, ነገር ግን የተጎዳው አካባቢ ሰፊ ነው, ከ 1 μ ሜትር በላይ የሞገድ ርዝመት ይደርሳል. ይሁን እንጂ የ UV መምጠጥ በኢንፍራሬድ ክልል ውስጥ በሚሰሩ የኳርትዝ ኦፕቲካል ፋይበር ላይ ትንሽ ተፅዕኖ አይኖረውም። ለምሳሌ, በሚታየው የብርሃን ክልል ውስጥ በ 0.6 μm የሞገድ ርዝመት, የአልትራቫዮሌት መምጠጥ ወደ 1 ዲቢቢ / ኪ.ሜ ሊደርስ ይችላል, ይህም ወደ 0.2-0.3dB / ኪሜ በ 0.8 μm የሞገድ ርዝመት ይቀንሳል, እና በ 1.2 μm የሞገድ ርዝመት ወደ 0.1 ዲቢቢ / ኪሜ ብቻ ነው.

የኢንፍራሬድ መምጠጥ የኳርትዝ ፋይበር መጥፋት የተፈጠረው በኢንፍራሬድ ክልል ውስጥ ባለው ንጥረ ነገር ሞለኪውላዊ ንዝረት ነው። ከ 2 μ ሜትር በላይ ባለው ድግግሞሽ ባንድ ውስጥ በርካታ የንዝረት መምጠጥ ጫፎች አሉ። በኦፕቲካል ፋይበር ውስጥ ባሉ የተለያዩ የዶፒንግ ንጥረ ነገሮች ተጽእኖ ምክንያት የኳርትዝ ፋይበር ከ 2 μ ሜትር በላይ ባለው ድግግሞሽ ባንድ ውስጥ ዝቅተኛ ኪሳራ መስኮት እንዲኖረው ማድረግ አይቻልም። በ1.85 μ ሜትር የሞገድ ርዝመት ያለው የንድፈ-ሀሳብ ገደብ ኪሳራ ldB/km ነው።በምርምርም በኳርትዝ ​​መስታወት ላይ ችግር የሚፈጥሩ "አጥፊ ሞለኪውሎች" እንዳሉም ተረጋግጧል።በዋነኛነት ጎጂ የሆኑ የሽግግር ብረቶች እንደ መዳብ፣ ብረት፣ ክሮሚየም፣ ማንጋኒዝ እና የመሳሰሉት ናቸው። "ችግር ፈጣሪዎችን" ማስወገድ እና የኦፕቲካል ፋይበር ለማምረት የሚያገለግሉ ቁሳቁሶችን በኬሚካል ማጽዳት ኪሳራውን በእጅጉ ይቀንሳል።

በኳርትዝ ​​ኦፕቲካል ፋይበር ውስጥ ሌላው የመሳብ ምንጭ ሃይድሮክሳይድ (OH -) ደረጃ ነው። በፋይበር የስራ ባንድ ውስጥ ሃይድሮክሳይድ ሶስት የመምጠጥ ቁንጮዎች እንዳሉት ታውቋል እነሱም 0.95 μm፣ 1.24 μm እና 1.38 μm ናቸው። ከነሱ መካከል በ 1.38 μm የሞገድ ርዝመት ውስጥ ያለው የመምጠጥ መጥፋት በጣም ከባድ እና በቃጫው ላይ ከፍተኛ ተጽእኖ አለው. በ 1.38 μ ሜትር የሞገድ ርዝመት በሃይድሮክሳይድ ionዎች የሚፈጠረው የመምጠጥ ከፍተኛ ኪሳራ በ 0.0001 ይዘት ብቻ እስከ 33 ዲቢቢ / ኪ.ሜ.

እነዚህ የሃይድሮክሳይድ ions የሚመጡት ከየት ነው? ብዙ የሃይድሮክሳይድ ions ምንጮች አሉ. በመጀመሪያ ደረጃ, የኦፕቲካል ፋይበርን ለማምረት የሚያገለግሉ ቁሳቁሶች እርጥበት እና ሃይድሮክሳይድ ውህዶችን ይይዛሉ, በጥሬ እቃው የማጣራት ሂደት ውስጥ ለማስወገድ አስቸጋሪ እና በመጨረሻም በኦፕቲካል ፋይበር ውስጥ በሃይድሮክሳይድ ionዎች መልክ ይቀራሉ; በሁለተኛ ደረጃ የኦፕቲካል ፋይበርን ለማምረት ጥቅም ላይ የሚውሉት ሃይድሮጂን እና ኦክሲጅን ውህዶች አነስተኛ መጠን ያለው እርጥበት ይይዛሉ; በሶስተኛ ደረጃ, በኬሚካዊ ግብረመልሶች ምክንያት የኦፕቲካል ፋይበርዎችን በማምረት ሂደት ውስጥ ውሃ ይፈጠራል; አራተኛው የውጭ አየር መግባቱ የውሃ ትነት ያመጣል. ይሁን እንጂ የማምረቻው ሂደት ወደ ከፍተኛ ደረጃ የዳበረ ሲሆን የሃይድሮክሳይድ ions ይዘት ወደ ዝቅተኛ ደረጃ በመቀነሱ በኦፕቲካል ፋይበር ላይ ያለው ተጽእኖ ችላ ሊባል ይችላል.