فیبر نوری

فیبر نوری

فیبر نوری تکنولوژی نوین در انتقال اطلاعات :

لوله نوری یا تار نوری به انگلیسی (POLYMER OPTICAL FIBER , PLASTIC CLAD FIBER) رشته باریک و بلندی از یک مادّه شفاف مثل شیشه یاپلاستیک است .
در این لوله می‌تواند نوری را که از یک سرش به آن وارد شده، از سر دیگر خارج کند.

فیبر نوری داری پهنای باند بسیار بالاتر از کابل‌های فلزی معمولی می‌باشد.
با فیبر نوری می‌توان انواع داده‌های تصویری، صوت و هر نوع داده دیگز را در قالب دیجیتال به راحتی با پهنای باند بالا تا 10 گیگابیت بر ثانیه و بالاتر انتقال داد.

تاریخچه ساخت فیبر نوری:

اولین کسانی که در قرون اخیر به فکر استفاده از نور برای انتقال اطلاعات افتادند، انتشار نور را در جو زمین تجربه کردند.
اما وجود موانع مختلف نظیر گرد و خاک، دود، برف، باران، مه و… انتشار اطلاعات نوری در جو را با مشکل مواجه ساخت.
بعدها استفاده از لوله و کانال برای هدایت نور مطرح گردید.

نور در داخل این کانالها بوسیله آینه‌ها و عدسی‌ها هدایت می‌شد، اما از آنجا که تنظیم این آینه‌ها و عدسی‌ها کار بسیار مشکلی بود
از این رو این کار نیز غیر عملی تشخیص داده شد و مردود ماند.

شاید اولین تلاش در سیر تکاملی سیستم ارتباط نوری به وسیله الکساندر گراهام بل صورت گرفت که در سال 1880، درست 4 سال پس از اختراع تلفن، اختراع تلفن نوری (photophone ) یا سیستمی که صدا را تا فواصل چندین صد متر منتقل می کرد، به ثبت رساند.
تلفن نوری بر مبنای مدوله کردن نور خورشید بازتابیده با به ارتعاش در آوردن آینه ای کار می کرد.
گیرنده یک فتوسل بود.
در این روش نور در هوا منتشر می شد و بنابراین امکان انتقال اطلاعات تا بیش از 200 متر میسر نبود.
به همین دلیل، اگرچه دستگاه بل ظاهراً کار می کرد اما از موفقیت تجاری برخوردار نبود.
ایده استفاده از انکسار (شکست) برای هدایت نور (که اساس فیبرهای نوری امروزی است) برای اولین بار در سال 1840 توسط Daniel Colladon و Jacques Babinet در پاریس پیشنهاد شد.

همچنین John Tyndall در سال 1870 در کتاب خود ویژگی بازتاب کلی را شرح داد:
«وقتی نور از هوا وارد آب می شود به سمت خط عمود بر سطح خم می‌شود و وقتی از آب وارد هوا می شود از خط عمود دور می شود.
اگر زاویه ی پرتو نور با خط عمود در تابش از داخل آب بزرگتر از 48 درجه شود هیچ نوری از آب خارج نمی‌شود ،
در واقع نور به طور کامل از سطح آب منعکس می شود.
زاویه ای که انعکاس کلی آغاز می شود را زاویه بحرانی می نامیم.
کاکو و کوکهام انگلیسی برای اولین بار استفاده از شیشه را بعنوان محیط انتشار مطرح ساختند.
آنان مبنای کار خود را بر آن گذاشتند که به سرعتی حدود 100 مگابیت بر ثانیه و بیشتر بر روی محیط‌های انتشار شیشه دست یابند.
این سرعت انتقال با تضعیف زیاد انرژی همراه بود.

این دو محقق انگلیسی، کاهش انرژی را تا آنجا می‌پذیرفتند که کمتر از 20 دسی بل نباشد.
اگر چه آنان در رسیدن به هدف خود ناکام ماندند، اما شرکت آمریکائی (کورنینگ گلس) به این هدف دست یافت.
در اوایل سال 1960 میلادی با اختراع اشعه لیزرارتباطات فیبرنوری ممکن گردید. در سال 1966 میلادی، دانشمندان در این نظریه که نور در الیاف شیشه‌ایهدایت می‌شود پیشرفت کردند که حاصل آن از کابلهای معمولی بسیار سودمندتر بود.
چرا که فیبرنوری بسیار سبکتر و ارزانتر از کابل مسی است و در عین حال ظرفیت انتقالی تا چندین هزار برابر کابل مسی دارد.

توسعه فناوری فیبرنوری از سال 1980 میلادی به بعد باعث شد که همواره مخابرات نوری بعنوان یک انتخاب مناسب مطرح باشد.
تا سال 1985 میلادی در دنیا نزدیک به 2 میلیون کیلومتر کابل نوری نصب شده و مورد بهره برداری قرار گرفته ‌است.

ازلوله نوری  (معمولاً از جنس سیلیسیم دی‌اکسید) برای انتقال داده‌ها توسط نور لیزر استفاده میشود.
یک کابل فیبر نوری که کمتر از یک اینچ قطر دارد از مجموعه ای از این فیبرها تشکیل شده و می‌تواند صدها هزار مکالمه صوتی را حمل کند.
فیبرهای نوری تجاری ظرفیت 2٫5 گیگابایت در ثانیه تا 10 گیگابایت در ثانیه را فراهم می‌سازند.
فیبر نوری از چندین لایه ساخته می‌شود. درونی‌ترین لایه را هسته می‌نامند.

هسته معمولاً شامل یک تار کاملاً بازتاب کننده از شیشه خالص است.
هسته در بعضی از کابل‌ها از پلاستیک کاملاً بازتابنده ساخته می‌شود که هزینه ساخت را پایین می‌آورد.
یک هسته پلاستیکی معمولاً کیفیت شیشه را ندارد و بیشتر برای حمل داده‌ها در فواصل کوتاه به کار می‌رود.
حول هسته بخش پوسته قرار دارد، که از شیشه یا پلاستیک ساخته می‌شود.
هسته و پوسته به همراه هم یک رابط بازتابنده را تشکیل می‌دهند که باعث می‌شود که نور در هسته تا بیده شود تا از سطحی به طرف مرکز هسته باز تابیده شود که در آن دو ماده به هم می‌رسند. این عمل بازتاب نور به مرکز هسته را بازتاب داخلی کلی می‌نامند.

در نوع مرسوم فیبر نوری قطر هسته و پوسته با هم حدود 125 میکرون است (هر میکرون معادل یک میلیونیم متر است)، که در حدود اندازه یک تار موی انسان است. بسته به سازنده، حول پوسته چند لایه محافظ، شامل یک پوشش معمولاً از جنس پلاستیک قرار می‌گیرد.
یک پوشش محافظ پلاستکی سخت لایه بیرونی را تشکیل می‌دهد.
این لایه کل کابل را در خود نگه می‌دارد، که می‌تواند صدها فیبر نوری مختلف را در بر بگیرد.
قطر یک کابل نمونه کمتر از یک اینچ است.

ارسال نور در لوله نوری :

اگر در یک راهروی بزرگ و مستقیم چراغ قوه ای را روشن نماییم، با توجه به عدم وجود خم و یا پیچ در راهرو، محدوده مورد نظر روشن می شود ولی اگر راهروی فوق دارای خم و یا پیچ باشد، در این حالت باید از یک آیینه در محل پیچ راهرو استفاده کرد تا باعث انعکاس نور در راهرو گردد.
و در صورتیکه راهروی فوق دارای پیچ‌های زیادی باشد، در چنین حالتی بایست از آیینه‌های متعددی استفاده کرد.
بدین ترتیب نور تابانده شده توسط چراغ قوه از نقطه ای به نقطه دیگر حرکت کرده و طول مسیر راهرو را روشن خواهد کرد.
عملیات فوق مشابه آن چیزی است که در فیبر نوری انجام می گیرد.

نور در کابل فیبر نوری از طریق هسته (نظیر راهروی مثال ارائه شده) و توسط جهش‌های پیوسته با توجه به سطح آبکاری شده (cladding) (مشابه دیوارهای شیشه ای مثال ارائه شده) حرکت می کند.
(مجموع انعکاس داخلی) و چون سطح آبکاری شده، قادر به جذب نور موجود در هسته نمی باشد، نور قادر به حرکت در مسافت‌های طولانی می باشد.

گاهی بدلیل خالص نبودن شیشه، برخی از سیگنال‌های نوری دچار نوعی تضعیف در طول هسته می شوند که این تضعیف به درجه خلوص شیشه و طول موج نور انتقالی بستگی دارد.
(مثلاً اگر طول موج 1300 نانومتر باشد، بین 50 تا 60 درصد در هر کیلومتر تضعیف می شود و موج با طول 1550 نانومتر بیش از 50 درصد در هر کیلومتر تضعیف می شود.)

سیستم رله نوری :

برای روشن شدن موضوع فرض می کنیم دو ناوگان دریایی بر روی سطح دریا می خواهند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.
یکی از ناوها می خواهد پیامی را برای دیگری ارسال کند.
بنابراین کاپیتان ناو فوق پیام را برای یک ملوان که بر روی عرشه کشتی مستقر است، ارسال می کند.
ملوان فوق پیام دریافتی را به مجموعه ای از کدهای مورس(نقطه و فاصله) ترجمه می نماید ،
با استفاده از یک نورافکن آن را برای ناو دیگر ارسال می نماید.
یک ملوان بر روی عرشه کشتی دوم، کدهای مورس را مشاهده می نماید ،
آن‌ها را به یک زبان خاص (مثلاً انگلیسی) تبدیل می کند و برای کاپیتان ناو ارسال می کند.
حال اگر فاصله دو ناو فوق از یکدیگر بسیار زیاد (هزاران مایل) باشد، برای برقراری ارتباط بین آن‌ها از یک سیستم مخابراتی مبتنی بر فیبر نوری استفاده می شود.

سیستم رله لوله نوری از عناصر زیر تشکیل شده است:
فرستنده: مسئول تولید و رمز نگاری سیگنال‌های نوری است.
بازتاب نوری: به منظور تقویت سیگنال‌های نوری در مسافت‌های طولانی استفاده می گردد.
دریافت کننده نوری: سیگنال‌های نوری را دریافت و رمز گشایی می نماید.

فرستنده
وظیفه فرستنده، مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو فرستنده پیام است.
فرستنده سیگنال‌های نوری را دریافت و دستگاه نوری را به منظور روشن و خاموش شدن در یک دنباله مناسب (حرکت منسجم) هدایت می نماید.
فرستنده از لحاظ فیزیکی در مجاورت فیبر نوری قرار داشته و ممکن است دارای یک لنز به منظور تمرکز نور در فیبر باشد.
متداول ‌ترین طول موج سیگنال‌های نوری 850 نانومتر، 1300 نانومتر و 1550 نانومتر است.

بازتاب (تقویت کننده) نوری
برای جلوگیری از تضعیف و از بین رفتن سیگنال‌های نوری از یک یا چند ”تقویت کننده نوری“ استفاده می گردد.
تقویت کننده نوری از فیبرهای نوری متعدد به همراه یک روکش خاص تشکیل می گردند.
بخش دوپینگ با استفاده از یک لیزر پمپ می گردد.
زمانی که سیگنال تضعیف شده به روکش دوپینگی می رسد،
انرژی ماحصل از لیزر باعث می گردد که مولکول‌های دوپینگ شده، به لیزر تبدیل گردند.
مولکول‌های دوپینگ شده در ادامه باعث انعکاس یک سیگنال نوری جدید و قویتر با همان خصایص سیگنال ورودی تضعیف شده، خواهند بود.(تقویت کننده لیزری)

دریافت کننده نوری
وظیفه دریافت کننده مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو دریافت کننده پیام است.
دستگاه فوق سیگنال‌های دیجیتالی نوری را اخذ و پس از رمزگشایی،
سیگنال‌های الکتریکی را برای سایر استفاده کنندگان (کامپیوتر، تلفن و …)ارسال می نماید.
دریافت کننده به منظور تشخیص نور از یک ” فتوسل“ و یا ”فتودیود“ استفاده می کند.

مزایای لوله نوری در مقایسه با سیم‌های مسی :

قیمت ارزان تر:
هزینه لوله نوری نسبت به سیم‌های مسی در مقیاس‌های بالا کمتر است.

اندازه نازک‌ تر:
قطر لوله نوری به مراتب کمتر از سیم‌های مسی است.

ظرفیت بالا:
پهنای باند لوله نوری به منظور ارسال اطلاعات به مراتب بیشتر از سیم مسی است.
لذا فیبر نوری توانایی انتقال داده‌های بیشتری را دارد.

تضعیف ناچیز:
تضعیف سیگنال در لوله نوری به مراتب کمتر از سیم مسی است.

عدم تداخل:
برخلاف سیگنال‌های الکتریکی در یک سیم مسی، عبور سیگنال‌های نوری در یک فیبر تأثیری بر فیبر دیگر نخواهد داشت ،
و در هیچ شرایطی تداخل الکترومغناطیسی نخواهیم داشت.

مصرف برق پایین:
با توجه به این که سیگنال‌ها در فیبر نوری کمتر تضعیف می‌گردند،
بنابراین می‌توان از فرستنده‌هایی با میزان برق مصرفی پائین نسبت به فرستنده‌های الکتریکی (که از ولتاژ بالایی استفاده می‌نمایند)، استفاده کرد.

اشتعال ‌زا نبودن:
با توجه به عدم وجود الکتریسته در فیبر نوری، امکان بروز آتش ‌سوزی در این خصوص وجود نخواهد داشت.

وزن سبک:
وزن یک کابل فیبر نوری به مراتب کمتر از کابل مسی هم ‌رده‌ آن است و این عامل در کارکردن، نصب و نگهداری فیبر بسیار مهم است.

انعطاف ‌پذیر بودن:
با توجه به انعطاف ‌پذیری فیبر نوری و قابلیت ارسال و دریافت نور از آنان،
در موارد متفاوت نظیر دوربین‌های دیجیتال با موارد کاربردی خاص مانند عکس‌برداری پزشکی و لوله‌کشی و… استفاده می‌گردد.

فاصله:
از فیبر نوری می‌توان در ارتباط شبکه‌هایی که فاصله زیادی از هم دارند استفاده کرد (اتصال شبکه‌های محلی(LAN) به یکدیگر).
شایان ذکر است که قبل از استفاده از کابل‌های لوله نوری ارتباط بینLAN‌ها از طریق تلفن یا امواج رادیویی برقرار می‌شد .

پایداری:
در کابل‌های لوله نوری امکان نفوذ و ایجاد اختلال در انتقال داده‌ها کمتر است .
در این شرایط تأثیرگذاری انواع نویزهای الکترومغناطیسی شامل نویزهای رادیویی و یا نویزهای حاصل از نزدیکی کابل‌ها بر روی داده‌های در حال انتقال جلوگیری می‌کند.
بطورکلی تارهای نوری از تداخل و ترویج با سایر کانالهای ارتباطی، خواه نوری و خواه الکتریکی، به خوبی محافظت شده‌ می‌باشد.
یعنی نسبت به تداخل فرکانسهای رادیویی (RFI) و تداخل الکترومغناطیسی (EMI) عدم پذیرش عالی دارند.

سرعت:
لوله نوری توانایی در انتقال اطلاعات به مقدار زیاد چه به شکل دیجیتالی‌ و ‌چه به شکل آنالوگ دارند.

ترویج نوری:
نیاز به زمین مشترک بین فرستنده تاری وگیرنده را منتفی می کند.

امکان تعمیر فیبر:
(تار) نوری در حالیکه سیستم روشن است، بدون آنکه احتمال اتصال کوتاه شدن مدارهای الکتریکی در فرستنده و یا در گیرنده باشد، وجود دارد.

امنیت:
فیبرهای نوری درجه‌ای از امنیت و پنهانی بودن را عرضه می کند. چون تارها انرژی تشعشع نمی‌کنند.
برای یک مزاحم، آشکار سازی سیگنال ارسالی مشکل است.

پهنای باند بالا:
این پهنای باند اکنون به 170 گیگابایت در ثانیه رسیده و دانشمندان بر این باورند که قابلیت ارتقاء تا چند صد ترابایت را دارد.
فیبرنوری SMF که در حال حاضر مورد استفاده قرار میگیرد از پهنای باند 40 گیگابایتی برخوردار است.

عدم استفاده الکتریسیته برای ارتباط:
از آنجا که در ابتدای مسیر نوری تولید شده و در انتها این نور دریافت میشود.
دیگر نیازی به نیروی اکتریکی نیست و همچنین ایمنی بسیار بالایی را در مقابل نویز دارد.

عدم برقراری انشعاب غیر مجاز:
از آنجا که برای برقرای انشعاب بایستی ابتدا فیبر قطع شود و گیرنده فیبر نصب شود.
و این عمل نیز زمانبر است؛ نگهدارنده‌های بستر با استفاده از ابزارهای خطایابی میتواند به سرعت محل مورد نظر را شناسایی کنند.

عدم نیاز به repeater تا چندین کیلومتر:
به علت استفاده از نور در صورتی که جنس Core مرغوب باشد تا فواصل چند کیلومتری سیگنال تضعیف زیادی نخواهد داشت.

محدودیت‌ها و نقاط ضعف فیبرهای نوری :

  1. ضرورت دقت کامل در هنگام کابلکشی
  2. امکان شکستن در صورت گذشتن زاویه فیبر از یک حد معین
  3. محدود بودن میزان کشش برای فیبرهای با ظرفیت مختلف
  4. محافظت کامل در برابر ضربه، برای فیبرهایی که از درون حوضچه می گذرند.
  5. روش اندازه گیری قطر فیبر

 

فیبرهای نوری به دو دسته تقسیم می شوند :
تک حالتی single-mode
چند حالتی multi-mode
فیبر سینگل مود یک سیگنال نوری را در هر زمان انتشار می‌دهد. (نظیر تلفن)
فیبر مالتی مود می‌تواند صدها حالت نور را به طور هم‌ زمان انتقال بدهد. (نظیر شبکه‌های کامپیوتری)
فیبرهای تک حالته دارای یک هسته کوچک (تقریباً 9 میکرون قطر) بوده و قادر به ارسال نور لیزری مادون قرمز (طول موج از 1300 تا 1550 نانو متر) می باشند.
فیبرهای چند حالته دارای هسته بزرگتر (تقریباً 62.5 میکرون قطر) و قادر به ارسال نور مادون قرمز از طریق LED می باشند.

مشخصات انواع فیبر

  • فیبر چند مدی با ضریب شکست پله ای
  • فیبر تک مدی با ضریب شکست پله ای
  • فیبر چند مدی با ضریب شکست مرحله ای
  • فیبر چند مدی با غلاف پلاستیکی
  • فیبر چند مدی با غلاف پلاستیکی با ضریب شکست پله ای
  • فیبر چند مدی با غلاف پلاستیکی با ضریب شکست مرحله ای
  • فیبرهای چند مدی تمام پلاستیک

مزایا و معایب فیبرها در مقایسه با هم

مزایای فیبرهای چند مدی در مقایسه با فیبرهای تک مدی

  • بزرگتر بودن قطر هسته
  • ساده تر بودن تزریق انرژی نور به داخل فیبر
  • امکانات بهتر برای اتصال فیبرها به یکدیگر
  • امکان استفاده از هر دو منبع نور LD و LED (در صورتیکه فیبر تک مدی با نور لیزری ”LD“ بهتر کار می کند.)

معایب فیبر چند مدی در مقایسه با فیبر تک مدی

  • فیبر چند مدی دارای اعوجاج بین مدی می باشد.
  • پهنای باند فیبرهای چند مدی، کمتر از فیبر تک مدی می باشد.
  • تلفات یا تضعیف در فیبرهای چند مدی بیشتر است.
  • امکان ساخت فیبرهای چند مدی طولانی(با طول بلند) کمتر است.

سیستم‌های مخابرات فیبر نوری

گسترش ارتباطات راه دور و راحتی انتقال اطلاعات از طریق سیستم‌های انتقال و مخابرات فیبر نوری یکی از پر اهمیت ترین موارد مورد بحث در جهان امروز است.
سرعت دقت و تسهیل از مهم ‌ترین ویژگی‌های مخابرات فیبر نوری می‌باشد.

یکی از پر اهمیت ‌ترین موارد استفاده از مخابرات فیبر نوری آسانی انتقال در فرستادن سیگنال‌های حامل اطلاعات دیجیتالی است
البته سیگنال ها قابلیت تقسیم بندی در حوزه زمانی را دارا می‌باشد.
این به این معنی است که مخابرات دیجیتال تامین کننده پتانسیل کافی برای استفاده از امکانات مخابره اطلاعات در پکیج‌های کوچک انتقال در حوزه زمانی است.
برای مثال عملکرد مخابرات فیبر نوری با توانایی 20 مگاهرتز با داشتن پهنای باند 20 کیلوهرتز دارای گنجایش اطلاعاتی 0٫1٪ می‌باشد.

در سال 1880 میلادی الکساندر گراهام بل 4 سال بعد از اختراع تلفن،
موفق به اخذ امتیاز نامه خود در زمینه مخابرات امواج نوری برای دستگاه خود با عنوان فوتو تلفن گردید.
در 15 سال اخیر با پیشرفت لیزر به عنوان یک منبع نور بسیار قدرتمند
و خطوط انتقال فیبرهای نوری فاکتورهای جدیدی از تکنولوژی و تجارت بهتر را برای انسان به ارمغان آورده‌است.
مخابرات فیبر نوری ابتدا به عنوان یک مخابرات از راه دور قرار دادی تلقی می‌شد ،
در این نوع مخابرات امواج نوری به عنوان حامل یک یا چند واسطه انتقال استفاده می‌شد.
با وجود آنکه امواج نوری حامل سیگنالهای آنالوگ بودند اما سیگنالهای نوری همچنان به عنوان سیستم مخابرات دیجیتال بدون تغییر باقی‌مانده‌است.

از دلایل این امر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
تکنیکهای مخابرات در سیستم‌های جدید مورد استفاده قرار می‌گرفت.
سیستم‌های جدید با بالاترین تکنولوژی برای داشتن بیشترین گنجایش کارآمدی سرعت و دقت طراحی شده بود.
انتقال به کمک خطوط نوری امکان استفاده از تکنیک‌های دیجیتال را فراهم می‌ساخت.
این مطلب نیاز انسان را به دسترسی به مخابره اطلاعات رابه صورت بیت به بیت پاسخگو بود.

توانایی پردازش اطلاعات در حجم وسیع:
از آنجایی که مخابرات فیبر نوری دارای کارایی بالاتری نسبت به سیم‌های مسی سنتی است،
بشر امروزی تمایل چندانی برای پیروی از سنت دیرینه خود ندارد و توانایی پردازش حجم وسیعی از اطلاعات در مخابره فیبر نوری او را مجذوب و شیفته خود ساخته‌است.

آزادی از نویزهای الکتریکی:
بافت یک فیبر نوری از جنس پلاستیک یا شیشه به دلیل رسانندگی انتخاب می‌شود.
در نتیجه یک حامل موج نوری می‌تواند از پتانسیل موثر میدان‌های الکتریکی در امان باشد.
از قابلیت‌های مهم این نوع مخابرات می‌توان به امکان عبور کابل حامل موج نوری از میان یک میدان الکترومغناطیسی قوی اشاره کرد که سیگنالهای نام برده بدون آلودگی از پارازیت‌های الکتریکی و یا سیگنالهای مداخله گر به حد اکثر کارایی خود خواهند رسید.

کاربـردهای فیبر نوری :

کاربرد در مخابرات: یکی از مرسوم ترین کاربردهای فیبر نوری انتقال اطلاعات توسط نور لیزر است.

کاربرد در حسگرها:
استفاده از حسگرهای فیبر نوری برای اندازه ‌گیری کمیت‌های فیزیکی مانند جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی، فشار، حرارت، جابجایی، آلودگی آب‌های دریا، سطح مایعات، تشعشعات پرتوهای گاما و ایکس در سال‌های اخیر شروع شده‌است.
در این نوع حسگرها، از فیبر نوری به عنوان عنصر اصلی حسگر بهره‌ گیری می‌شود ،
بدین ترتیب که ویژگی‌های فیبر تحت میدان کمیت مورد اندازه ‌گیری تغییر یافته و با اندازه شدت کمیت تأثیر پذیر می‌شود.

کاربردهای نظامی:
فیبر نوری کاربردهای بی‌شماری در صنایع دفاع دارد که از آن جمله می‌توان برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار،
کنترل و هدایت موشک‌ها، ارتباط زیردریاییها (هیدروفون) را نام برد.

کاربردهای پزشکی:
فیبرنوری در تشخیص بیماری‌ها و آزمایشهای گوناگون در پزشکی کاربرد فراوان دارد ،
از آن جمله می‌توان دُزیمتری غدد سرطانی، شناسایی نارسایی‌های داخلی بدن، جراحی لیزری، استفاده در دندانپزشکی و اندازه ‌گیری مایعات و خون نام برد.
همچنین تارهای نوری در دستگاه‌هایی به نام درون بین یا آندوسکوپ استفاده می‌شود تا به درون نای، مری، روده و مثانه فرستاده شود و درون بدن انسان به طور مستقیم قابل مشاهده باشد.

کاربرد فیبرنوری در روشنایی:
از جمله کاربردهای لوله نوری که در اواخر قرن بیستم به عنوان یک فناوری روشنایی متداول شده ،
در چند سال قرن اخیر توسعه و رشد فراوانی پیدا کرده‌است کاربرد آن در سیستم‌های روشنایی است.
در این فناوری نور از منبع نوری که می‌تواند نور مصنوعی (نورلامپهای الکتریکی) و یا نور طبیعی (نور خورشید) باشد وارد فیبر نوری شده و از این طریق به محل مصرف منتقل می‌شود.

به این ترتیب نور به هر نقطه‌ای که در جهت تابش مستقیم آن نمی‌باشد منتقل می‌شود.
امتیاز این نور که موجبات رشد سریع به کارگیری و توجه زیاد به این فناوری شده‌است ،
این بوده که فاقد الکتریسیته گرما و تشعشعات خطرناک ماورای بنفش بوده (نور خالص و بی خطر) ،
دیگر اینکه با این فناوری می‌شود نور روز (بدون گرما و اشعه‌های ماورائ بنفش) را هم به داخل ساختمانها و نقاط غیر قابل دسترسی به نور خورشید منتقل کرد.

فناوری ساخت فیبرهای نوری :

برای تولید لوله نوری، نخست ساختار آن در یک میله شیشه‌ای موسوم به پیش‌ سازه از جنس سیلیکا ایجاد می‌گردد ،
سپس در یک فرایند جداگانه این میله کشیده شده تبدیل به فیبر می‌شود.
از سال 1970 روش‌های متعددی برای ساخت انواع پیش‌ سازه‌ها به کار رفته ‌است که اغلب آنها بر مبنای رسوب ‌دهی لایه‌های شیشه‌ای در داخل یک لوله به عنوان پایه قرار دارند.

روشهای ساخت پیش ‌سازه
روش‌های فرایند فاز بخار برای ساخت پیش ‌سازه فیبر نوری را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد:
رسوب‌ دهی داخلی در فاز بخار
رسوب‌ دهی بیرونی در فاز بخار
رسوب‌ دهی محوری در فاز بخار

مواد لازم در فرایند ساخت پیش سازه :

تتراکلرید سیلیکون: این ماده برای تأمین لایه‌های شیشه‌ای در فرایند مورد نیاز است.
تتراکلرید ژرمانیوم: این ماده برای افزایش ضریب شکست شیشه در ناحیه مغزی پیش ‌سازه استفاده می‌شود.
اکسی کلرید فسفریل: برای کاهش دمای واکنش در حین ساخت پیش ‌سازه، این مواد وارد واکنش می‌شود.
گاز فلوئور: برای کاهش ضریب شکست شیشه در ناحیه غلاف استفاده می‌شود.
گاز هلیم: برای نفوذ حرارتی و حباب‌ زدایی در حین واکنش شیمیایی در داخل لوله مورد استفاده قرار می‌گیرد.
گاز کلر: برای آب‌ زدایی محیط داخل لوله قبل از شروع واکنش اصلی مورد نیاز است.

مراحل ساخت :

  1. مراحل صیقل گرمایشی:
    پس از نصب لوله با عبور گازهای کلر و اکسیژن، در دمای بالاتر از 1800 درجه سلسیوس لوله صیقل داده می‌شود تا بخار آب موجود در جدار درونی لوله از آن خارج شود.
  2. مرحله اچینگ:
    در این مرحله با عبور گازهای کلر، اکسیژن و فرئون لایه سطحی جدار داخلی لوله پایه خورده می‌شود تا ناهمواری‌ها و ترک‌های سطحی بر روی جدار داخلی لوله از بین بروند.
  3. لایه‌ نشانی ناحیه غلاف:
    در مرحله لایه‌ نشانی غلاف، ماده تترا کلرید سیلیسیوم و اکسی کلرید فسفریل به حالت بخار به همراه گازهای هلیم وارد لوله شیشه‌ای می‌شوند،
    در حالتی که مشعل اکسی هیدروژن با سرعت تقریبی 120 تا 200 میلی‌ متر در دقیقه در طول لوله حرکت می‌کند ،
    دمایی بالاتر از 1900 درجه سلسیوس ایجاد می‌کند، واکنش‌های شیمیایی زیر به دست می‌آیند.

ذرات شیشه‌ای حاصل از واکنش‌های فوق به علت پدیده ترموفرسیس کمی جلوتر از ناحیه داغ پرتاب می شوند.
این ذرات بر روی جداره داخلی رسوب می‌کنند،
با رسیدن مشعل به این ذرات رسوبی حرارت کافی به آنها اعمال می‌شود به طوری که تمامی ذرات رسوبی شفاف می‌گردند
ذرات شفاف به جدار داخلی لوله چسبیده و یکنواخت می‌شوند.
بدین ترتیب لایه‌های شیشه‌ای مطابق با طراحی با ترکیب در داخل لوله ایجاد می‌گردند و در نهایت ناحیه غلاف را تشکیل می‌دهند.

 

عنوان پست شماره 2

Ullamcorper condimentum erat pretium velit at ut a nunc id a adeu vestibulum nibh urna nam consequat erat molestie lacinia rhoncus. Nisi a diamida himenaeos condimentum laoreet pera neque habitant leo feugiat viverra nisl sagittis a curabitur parturient nisi adipiscing. A parturient dapibus pulvinar arcu a suspendisse sagittis mus mollis at a nec placerat sociosqu himenaeos litora fames habitant suscipit tempus scelerisque ridiculus mi ullamcorper per ridiculus proin condimentum.

ادامه مطلب

پست شماره سه

Parturient in potenti id rutrum duis torquent parturient sceler isque sit vestibulum a posuere scelerisque viverra urna. Egestas tristique vestibulum vestibulum ante vulputate penati bus a nibh dis parturient cum a adipiscing nam condimentum quisque enim fames risus eget. Consectetur duis tempus massa elit himenaeos duis iaculis parturient nam tempor neque nisl parturient vivamus primis sociosqu ac donec nisi a adipiscing senectus.

ادامه مطلب

پست شماره 4

A sed a risusat luctus esta anibh rhoncus hendrerit blandit nam rutrum sitmiad hac. Cras a vestibulum a varius adipiscing ut dignissim ullamcorper libero fermentum dis aliquet tellus mollis et tristique sodales. Suspendisse vel mi etiam ullamcorper parturient varius parturient eu eget pulvinar odio dapibus nisl ut luctus suscipit per vel aptent fames venenatis leo ac ullamcorper integer mus condimentum rutrum.

ادامه مطلب