Кіріспе

Телекоммуникацияда қолданылатын жіпше материалдарының түрі. Толығымен кремнийлі талшық немесе кремний-кремнийлі талшық – өзегі мен қаптамасы кремнийлі шыныдан жасалған оптикалық талшық. Өзек шынысының сындыру көрсеткіші қаптамасынан жоғары. Бұл талшықтар көбінесе сатылы индекс талшықтары болып табылады. Толығымен кремнийлі талшықтың қаптамасын талшықтың полимерлік қаптамасымен шатастырмау керек. Толығымен кремнийлі талшық әдетте оптикалық сигналдарды тарату үшін орта ретінде қолданылады. Оның төмен тарату жоғалтуы, кең жолақты ені және жеңіл салмағы сияқты физикалық қасиеттеріне байланысты байланыс, хабар тарату және теледидар салаларында маңызды.

Қолданбалар

Оптикалық талшықты әртүрлі оптикалық желілерде қолдану оптикалық талшықтың техникалық сипаттамаларына қойылатын талаптарды анықтайды. Қысқа қашықтыққа арналған оптикалық талшықты тарату желілері үшін көп режимді оптикалық талшық лазерлік таратуға және кең жолақтылыққа ыңғайлы, осылайша деректердің үлкен көлемін тарату мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Ұзақ қашықтыққа арналған су асты оптикалық кабельдік жүйелерде қымбат оптикалық талшықты күшейткіштердің санын азайту үшін үлкен режимдік өріс диаметрі мен теріс дисперсиясы бар оптикалық талшықты пайдалану маңызды. Құрлықтағы ұзақ қашықтыққа тарату жүйесінің негізгі міндеті – мүмкіндігінше көп толқын ұзындығын тарату, олардың әрқайсысы жоғары жылдамдықпен берілуі керек. Оптикалық талшықтың дисперсиялық мәні толқын ұзындығының өзгеруімен ең төменгі деңгейге жетсе де, талшықтың дисперсиясын шешу қажет. Жергілікті желілерде тарату қашықтығы салыстырмалы түрде қысқа болғандықтан, тарату құны емес, оптикалық желінің құнына көбірек назар аударылады. Яғни, оптикалық талшықты тарату жүйесінде жоғарғы/төменгі бағыттардың қосылу/ажыратылу мультиплекстеу мәселесін шешу қажет, сонымен қатар қосылу/ажыратылу толқын ұзындығының құны ең төмен болуы керек.

Дисперсияны өтейтін талшық (DCF)

Байланыс желілерінде талшықтың дисперсиясын болдырмау қажет, сонымен қатар бұл ұзақ қашықтықтағы беріліс жүйелерінде шешілуі тиіс мәселе. Жалпы, талшықтың дисперсиясы екі бөліктен тұрады: материалдық дисперсия және толқын жетек құрылымының дисперсиясы. Материалдық дисперсия талшық жасау үшін қолданылатын кремнийдің негізгі қоймасы мен қоспалардың дисперсиясына байланысты. Толқын жетек дисперсиясы – бұл толқын ұзындығына қарай режимнің тиімді сындыру көрсеткішінің өзгеру тенденциясы. Дисперсияны өтеуші талшық – беріліс жүйелерінде дисперсияны басқару мәселесін шешу үшін қолданылатын технология.

Дисперсиясыз ауысқан талшықтар (USF)

Материалдық дисперсиясы оң болатын дисперсиялық өзгертілмеген талшықта (USF) материалдық дисперсия басым. Ол кішкентай толқын жетек дисперсиясымен біріктірілгеннен кейін 1310 нм шамасында нөлдік дисперсияны тудырады. Дисперсиялық өзгертілген талшықтар (DSF) және нөлдік емес дисперсиялық өзгертілген талшықтар (NZDSF) материалдық дисперсиямен салыстырғанда толқын жетек дисперсиясын жасау үшін талшықтың сыну индексі профилін әдейі жобалау үшін техникалық құралдарды пайдаланады, нәтижесінде DSF-тің нөлдік дисперсия толқын ұзындығы материалдық және толқын жетек дисперсияларының қосылуынан кейін 1550 нм-ға дейін ығысады. 1550 нм толқын ұзындығы қазіргі коммуникациялық желілерде ең көп қолданылатын толқын ұзындығы болып табылады. Су асты оптикалық кабельдерді тарату жүйелерінде оң және теріс дисперсиялы екі түрлі оптикалық талшықтар дисперсияны басқару үшін тарату жүйесін құру үшін біріктіріледі. Тарату жүйесінің қашықтығы мен сыйымдылығының артуымен толқын ұзындығы бойынша мультиплекстеу (WDM) және тығыз толқын ұзындығы бойынша мультиплекстеу (DWDM) жүйелері кеңінен қолданысқа енді. Бұл жүйелерде дисперсияны компенсациялау үшін C және L диапазондарында жұмыс істей алатын екі және үш қабатты DCF әзірленді.

Көшейткіш талшығы

Сияқты эрбий допингтелген талшықтар (EDF), тулий допингтелген талшықтар (TOF) сияқты күшейткіш талшықтар, кремний диоксиді талшығының орталық қабатына сирек кездесетін жер элементтерін қосу арқылы жасалуы мүмкін. Күшейткіш талшықтар дәстүрлі кварц талшықтарымен өте үйлесімді және жоғары қуаттылық, кең жолақтылық, төмен шу деңгейі сияқты көптеген артықшылықтарға ие. Күшейткіш талшықтардан (мысалы, EDFA) жасалған талшықтық күшейткіштер қазіргі беріліс жүйелеріндегі ең көп қолданылатын маңызды компоненттер болып табылады.

Поляризацияны сақтайтын талшықтар

Поляризацияны сақтайтын талшық бастапқыда когерентті оптикалық беріліс үшін әзірленген, ал кейін талшықты-оптикалық гироскоптар сияқты талшықты-оптикалық сенсорлар саласында қолданылды. Соңғы жылдары DWDM жүйесінде толқын ұзындығын бөліп мультиплекстеудің көбеюі және жоғары жылдамдықтардың дамуына байланысты поляризацияны сақтайтын талшықтардың қолданылу аясы кеңейді. Қазіргі уақытта ең көп қолданылатын талшық – Panda Optical Fiber (PANDA). PANDA талшығы басқа оптикалық құрылғылармен жалғауға арналған шұңғырлар ретінде және жүйеде тұтас пайдалану үшін қолданылады. Бір модты, қабығынан сызылмаған оптикалық талшық (SM NSF) – бұл талшықтың қабығынан сызылғаннан кейін де талшықтың сыртқы қабатында NSP полиэстер қабаты сақталатын, оптикалық талшықтың механикалық қасиеттерін және сенімділігін қорғайтын жаңа типтегі талшық. SM NSP талшығы мен стандартты SM талшығының сыртқы диаметрі, эксцентриситеті және дәлдік деңгейі бірдей. Ол беріліс жүйесіндегі оптикалық талшық ретінде кеңінен қолданылуы мүмкін және идеалды жаңа типтегі тарату талшығы болып табылады.

Терең ультрафиолет (DUV) жарық беру үшін оптикалық талшықтар

Қатты күйдегі лазерлер мен газды лазерлердің қазіргі зерттеу тақырыптарының бірі – 250 нм терең ультракөк сәулелену саласында лазерлік осцилляция технологиясы. Терең ультракөк сәуле жартылай өткізгіштік материалдардың бетін өңдеуде, биохимия саласында ДНК талдауы мен тестілеуде, сондай-ақ медицинада миопияны емдеуде кеңінен қолданылады.