Оптикалык жипчелер илимий билимдин технологиялык прогресске кандайча айланышынын мисалы болуп саналат, акырында карапайым адамдын жашоосун жеңилдетет. Бир нече жылдар бою була-оптика электрдик сигналдарды берүү үчүн байланыш каражаттары менен байланышкан. Адамдын чачындай болгон ичке жипчелер телефон, интернет байланышы, сыналгы ж.б. иштетүү үчүн талап кылынган сигналдардын кеңири спектрин өткөрүү үчүн колдонулушу мүмкүн. Албетте, жогорку өндүрүмдүүлүгүнөн улам була-оптикалык була ички муктаждыктар.
Оптикалык сигнал берүү технологиясы
Оптикалык буланы сигнал котормочу катары колдонуунун өзү була оптикасынын илимий бөлүмүндө изилденип жаткан ачыкталган билимдин бир бөлүгү гана. Бул чөйрөдөгү адистер маалыматтын берилишин жана жарыктын таралышын изилдеп, бир контекстте жарык багыттоочулары менен бириккен. Акыркылары жарык таратуучу жана маалымат берүүчү катары колдонулат. Айтмакчы, лазердик технологияларды өнүктүрүүнүн заманбап тенденциялары светодиоддорго негизделген. Бул учурда, дагы бир суроо кызыктуураак - була оптиканын негизин кандай кубулуш түзөт? Бул көрүнүшар кандай сынуу көрсөткүчтөрү бар диэлектриктердин ортосундагы тилкеде (жалпы) электромагниттик нурлануунун ички чагылышы. Болгондо да, маалымат алып жүрүүчү электромагниттик сигнал эмес, коддолгон жарык агымы. Була-оптикалык кабелдердин салттуу металл кабелдеринен артыкчылыгын түшүнүү үчүн, алардын өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө дагы бир жолу кайрылыш керек. Калыңдыгы 0,5 ммден ашпаган була жип, жөнөкөй жез зымдары 50 мм калыңдыкта гана иштей турган маалымат көлөмүн өткөрө алат.
Була-оптикалык өндүрүү ыкмалары
Оптикалык була өндүрүүнүн эки негизги ыкмасы бар. Бул преформаларды колдонуу менен экструзия жана эритүү ыкмасы. Биринчи технология пластмасса негизинде сапаты төмөн материалды алууга мүмкүндүк берет, ошондуктан бүгүнкү күндө ал иш жүзүндө колдонулбайт. Экинчи ыкма негизги жана эң натыйжалуу болуп эсептелет. Preform - жиптерди тартуу үчүн арналган түзүлүштөгү преформа. Заманбап стандарттар боюнча, преформалардын бийиктиги бир нече ондогон метрге чейин жетет. Сыртынан караганда, бул диаметри болжол менен 10 см болгон айнек таякча, андан жиптин өзөгү эрийт. Өндүрүш процессинде өзөк жипчелер үчүн аралашма менен бирге жогорку температурага чейин ысытылат, андан кийин жипчелер пайда болот. Алынган материалдын узундугу бир нече километрге жетиши мүмкүн, бирок диаметри өзгөрүүсүз бойдон калууда - ал автоматташтырылган жөнгө салуучулар тарабынан көзөмөлдөнөт. Була-оптика кайда колдонула турганына жараша, материалАл химиялык жана физикалык коргоону камсыз кылуучу жабуулар менен алдын ала тазаланса болот. Филамент аралашмаларына келсек, алар көбүнчө полиимид, акрилат жана силикон сыяктуу материалдарды камтыйт.
Fiber дизайн өзгөчөлүктөрү
Жиптин борбордук бөлүгү өзөк – жипченин өзөгү, ал иштөө учурунда жарык чачат. Негизги жарыктын сынуу көрсөткүчүнүн жогорулашы менен мүнөздөлөт, ал атайын кошумчалар менен модификацияланган айнек кошулмасын колдонуу менен жетишилет. Мисалы, кремнеземдик була үчүн кошумча зат сыяктуу типтүү сынуу компоненттери колдонулат. Өз кезегинде, кабык бир нече милдеттерди аткарат, алардын негизги өзөк түздөн-түз физикалык коргоо болуп саналат. Бул бөлүк да сынуу эффектин камсыз кылат, бирок минималдуу коэффициент менен. Эки материалдын ортосундагы чек жарыктын негизги бөлүгүн өзөктөн сыртка чыгарууга жол бербеген жарык берүүчү структураны түзөт. Ошондой эле белгилей кетүү керек, була-оптиканын негиздери материалды жарык багыттоочу түрлөрүнө билдирет. Тагыраак айтканда, биз жарык сигналдарын өткөрүүчү диэлектрдик толкун өткөргүчтөр жөнүндө болуп жатат.
Оптикалык булалардын түрлөрү
Кеңири таралганы кварц, пластмасса жана фториддик булалар. Кварц жиптери оксид эритмелерине же түзүлүшү боюнча окшош материалдарга, анын ичинде кремний кычкылына негизделген. Бул негиз ийкемдүү жана узун жипчелери менен айырмаланууга мүмкүндүк беретжана жогорку механикалык күч. Пластик-була оптика полимерлерден жасалган жана, жогоруда айтылгандай, жогорку аткарууну камсыз кыла албайт. Атап айтканда, мындай жиптер талап кылынган аймактарда аларды колдонууну чектеген маалыматтардын жоготуусунун жогорку пайызына ээ. Башка жагынан алганда, пластикалык булалардын жеткиликтүүлүгү үй сегментинде багытталган багыттар боюнча бул материалга болгон суроо-талапты сактайт. Фториддик оптикалык материалдарга келсек, алардын негизин флюороцирконат жана фторалюминат айнектер түзөт. Бул оптикалык байланышты камсыз кылуу үчүн абдан заманбап жана технологиялык чечимдер, бирок структурасында оор металлдардын мазмуну да, мисалы, медицина тармагында, аларды колдонууга жол бербейт.
Була өлчөөчү жабдуу
Оптикалык була комплекттеринде колдонулган эң кеңири таралган жабдуулар бул сенсорлор жана Брегг торлору. Була-оптикалык сенсорлор учурда материалдын абалын мүнөздөгөн белгилүү бир баалуулуктарды аныктоо үчүн арналган түзүлүштөр болуп саналат. Мисалы, ар кандай сенсорлор механикалык стрессти, температураны, титирөөнү, басымды жана башка өлчөмдөрдү аныктай алат. Брегг торлору өз функциясы боюнча оптикалык мүнөздөмөлөргө жакыныраак. Ал жипче өзөгүндөгү апериоддук сынуу бузулушун оңдойт. Бул өлчөө белгилүү бир шарттарда сигналды өткөрүүдө була-оптика канчалык эффективдүү экендигин аныктоого мүмкүндүк берет. Ошондой эле, эксперттер оптикалык колдонушатдиссипацияны жана каршылыкты каттаган рефлектор.
Була-оптикалык күчөткүчтөр жана лазерлер
Бул оптикалык була технологиясынын негизинде иштелип чыккан эң алдыңкы продукт. Лазердин башка түрлөрүнөн айырмаланып, оптикалык жиптерди колдонуу компакттуу жана ошол эле учурда эффективдүү түзүлүштөрдү түзүүгө мүмкүндүк берет. Атап айтканда, була-оптикалык технология классикалык лазердик түзүлүштөрдү төмөнкү артыкчылыктарга алмаштырууга мүмкүндүк берди:
- Жылуулук салгычтын эффективдүүлүгү.
- Чыгуу радиациясынын жогорулашы.
- Натыйжалуу насос.
- Лазердин жогорку ишенимдүүлүгү жана туруктуулугу.
- Төмөн салмактуу жабдуулар.
Өз кезегинде, түрүнө жараша күчөткүчтөрдү үй тармагынын линияларында да колдонсо болот, бул негизги була линиясынын иштешин жогорулатат. Бирок, була менен иштөөнүн көлөмүн кененирээк карап чыгуу керек.
Була-оптика эмне үчүн колдонулат?
Була-оптикалык материалдар колдонулган бир нече аймактар бар. Бул турмуш-тиричилик, телекоммуникация жабдуулары жана компьютердик техника, ошондой эле медицинанын айрым багыттарын камтыган жогорку адистештирилген ништер чөйрөсү. Бул сегменттердин ар бири үчүн атайын оптикалык була өндүрүлөт. Мисалы, сыналгы же Интернет сигналын берүүнүн типтүү каражаты катары колдонуу орто сапаттагы арзан пластикалык моделдер менен гана чектелет. Бирок лазердик жабдуулар үчүн жана кымбатмедициналык аппараттар жогорку сапаттагы кварц жиптерин колдонушат, ошондой эле кошумча өзгөрткүчтөр менен камсыз кылынат.
Оптикалык буланы медицинада колдонуу
Мындай жипчелерди медициналык жабдууларда жана аспаптарда колдонууга болот. Стандарттык технология сынган жарык жипчелеринин негизинде атайын түзүлүштү киргизүү мүмкүнчүлүгүн сунуштайт, ал сигналды дененин өзүндө эле тышкы телекамерага өткөрө алат. Була-оптика медицинада жана жарык берүүчү материал катары колдонулат. Була модулдары менен жабдылган аппараттар ашказандын, назофаринстин жана башкалардын көңдөйлөрүн оорутпай жарыктандырууга мүмкүндүк берет.
Компьютердик жабдууларда оптикалык була колдонуу
Балким бул оптикалык була өз ордун тапкан эң кеңири таралган уя. Бүгүнкү күндө информацияны өткөрүүчү айрым түзүлүштөрдүн ортосундагы байланыш линиялары мындан ары ансыз иштей албайт. Албетте, бул зымсыз байланыштарды колдонуу мүмкүн эмес же практикалык эмес болгон аймактарга тиешелүү, алар ошондой эле кабелдерди активдүү алмаштырышат. Мисалы, ири телекоммуникация компаниялары була-оптиканы колдонгон аймактар аралык магистралдык тармактарды тартууда. Перифериялык жабдууларды жана телекоммуникация кызматтарынын катардагы керектөөчүлөрүн туташтыруу үчүн мындай каналдарды колдонуу тармактык инфраструктураны кармоого финансылык чыгымдарды оптималдаштырууга мүмкүндүк берет, ошондой эле маалыматтарды берүүнүн өзүнүн натыйжалуулугун жогорулатат.
Булалардын кемчиликтери
Тилекке каршы, оптикалык жиптердин алсыз жактары жок эмес. Мындай зымдарды тейлөө арзаныраак болсо да, тез-тез жаңыртуу зарылдыгы жок экендигин айтпаганда да, материалдын баасы ошол эле металл кесиптештерине караганда бир топ жогору. Мындан тышкары, була-оптика жана анын медицинада колдонулушу адамдар үчүн уулуу болгон кээ бир эритмелердеги коргошун жана цирконий аралашмаларынын камтылышына байланыштуу өтө чектелген. Бул негизинен пластикалык эмес, эң жогорку сапаттагы айнек моделдерине тиешелүү.
Россияда оптикалык була өндүрүү
Импортту алмаштыруу программасынын алкагында 2015-жылы Мордовияда оптикалык була системалары заводу ачылган. Бул Россия Федерациясындагы бирден-бир ишкана, ал учурда ата мекендик керектөөчүлөрдүн оптикалык була менен болгон керектөөлөрүн мүмкүн болушунча канааттандырууга аракет кылып жатат. 2015-жылга чейин, орус өнөр жайы да була-оптикалык материалдарды өндүрүү менен алектенген, бирок бир гана жеке максаттуу долбоорлордун алкагында. Ушул эле абал бүгүнкү күндө да кандайдыр бир деңгээлде сакталып турат. Белгилүү бир компания була-оптикага муктаж болсо жана аны медицинада же телекоммуникация тармагында колдонуу каржылык жактан негиздүү болсо, анда мындай атайын заказдар боюнча жекече иштөөгө даяр көптөгөн заводдор бар. Бирок жакынкы келечекте Мордовиядагы завод гана ошол эле оптикалык була кабелдерин сериялык түрдө чыгара баштайт. Анын үстүнө ал суроо-талаптын көлөмүнө ылайык рынокту камсыздай албайт. Продукциянын олуттуу бөлүгү дагы эле АКШдан жана Япониядан сатып алынат. А түгүл ата мекендик продукциялар сырттан алынып келинетчийки зат.
Тыянак
Була-оптикалык өнүмдөр болжол менен 15-20 жылдан бери рынок сегменти катары калыптанууда. Көп жылдар бою керектөөчү жаңы кабелдердин артыкчылыгын баалай алды, бирок прогресс бир жерде токтобойт. Техникалык жана физикалык сапаттардын жакшырышы менен материалды колдонуу чөйрөлөрү да кеңейүүдө. Айрыкча, нанотехнологияга негизделген эң акыркы була мунай жана газ өнөр жайында жана коргонуу өнөр жайында активдүү колдонулат. Өз кезегинде, сызыктуу эмес була-оптика учурда технологиянын концептуалдык, бирок абдан келечектүү багыттарын иштеп чыгууда. Алардын арасында компрессиялык лазер импульстары, оптикалык солитондор, ультра кыска оптикалык нурлануу ж.б. Албетте, мүмкүн болгон ачылыштар менен жана таза илимий билимдердин алкагында теориялык изилдөөлөрдөн тышкары, жаңы иштеп чыгуулар рынокто ар кандай деңгээлдеги керектөөчүлөргө жаңы сунуштарды берүүгө мүмкүндүк берет.
