Օպտիկական մանրաթելեր. ի՞նչ գիտենք դրանց մասին

Օպտիկական մանրաթելը թափանցիկ նյութից (ինչպես պլաստիկից, այնպես էլ ապակուց) պատրաստված լար է, որի աշխատանքը հիմնված է ներքին արտացոլման տեխնոլոգիաների վրա և նախատեսված է իր ներքին ծավալով լույսը տեղափոխելու համար:

Օպտիկական մանրաթելի հիմքով արտադրվում են այնպիսի հատուկ մալուխներ, որոնք օգտագործվում են զգալի հեռավորությունների վրա օպտիկամանրաթելային հաղորդակցության իրականացման համար:

Տվյալ դեպքում տվյալների փոխանցման հաճախականությունը մի քանի անգամ ավելի բարձր է, քան սովորական հաղորդակցական մալուխների օգտագործման դեպքում: Նույն կերպ օպտիկամանրաթելը օգտագործվում է նաև տարբեր սենսորների արտադրության ժամանակ: Առաջին անգամ 19-րդ դարի երկրորդ կեսին է հայտնաբերվել լույսի (նույնն է, թե՝ օպտիկամանրաթելային մալուխի) փոխանցման սկզբունքները, սակայն այդ տեխնոլոգիաները տարածում չեն ստացել տեխնիկական բարդությունների պատճառով:

Օպտիկամանրաթելի պատմության սկիզբը կարելի է հաշվարկել 20-րդ դարի առաջին կեսերից: 1934 թվականին ամերիկացի Նորման Ֆրենչը ստացել է օպտիկական տեխնոլոգիաների վրա հիմնված հեռախոսային համակարգի ստեղծման առաջին արտոնագիրը:

Այս համակարգում խոսքի ազդանշանները լույսի միջոցով փոխանցվում էին ապակյա գլանների միջոցով: Իսկ 28 տարի անց մշակվել են լուսադիոդները և կիսահաղորդչային լազերները, որոնց միջոցով հնարավոր էր փոխանցել և ստանալ օպտիկական ազդանշան: Այնուամենայնիվ, ուսումնասիրելով այդ հաղորդակցման հնարավորությունները, գիտնականները բախվեցին նրան, որ օպտիկական ալիքում ազդանշանները խիստ թուլանում էին:

Ազդանշանների ուժգնության այդ կորուստը զգալիորեն ավելի բարձր էր, քան, օրինակ՝ պղնձե մալուխում էլեկտրական ազդանշանների թուլացումը: 

Գիտնականներից ութ տարի պահանջվեց, որպեսզի պահանջվող տեխնոլոգիաները և նյութերը բերվեն աշխատանքային վիճակի, և 1970 թվականին «Corning» ընկերությունը սկսեց այնպիսի օպտիկական մանրաթելերի արդյունաբերական արտադրություն, որի մեջ ազդանշանի խլացման մակարդակը 17 դԲ/կմ-ից ցածր էր:

Մի քանի տարի անց ընկերության ինժեներները հասան մինչև 4 դԲ/կմ-ից ցածր մակարդակի: Միառժամանակ օպտիկամանրաթելով փոխանցվում էր ոչ թե մեկ, այլ մի քանի լուսային ռեժիմի (զուգահեռ ազդանշանային հոսք) ազդանշան:

ԽՍՀՄ-ում օպտիկամանրաթելային մալուխներ սկսել են օգտագործել 1983 թվականից: 

Առաջին անգամ դա հայտնվել է Սանկտ Պետերբուրգում: Խոսքը «Սովտելեկոմ» ՍՊԸ-ի (ժամանակակից «Ռոստելեկոմ» ԲԲԸ) կողմից ստեղծված օպտիկամանրաթելային մալուխի մասին է, որը կապում էր Աբերսլունդը (Դանիա) Սանկտ Պետերբուրգի հետ:

Օպտիկական մանրաթելերի արտադրության մեջ սովորաբար օգտագործվում է կվարցային ապակի: Այնուամենայնիվ, կան մանրաթելերի տարբեր մոդիֆիկացիաներ, օրինակ՝ ինֆրակարմիր միջակայքում ազդանշանների փոխանցման համար օգտագործվում են ֆլուրո-ալ յումինային, ֆլյուրոցիրկոնատային կամ քալկոգենիդային ապակիներից պատրաստված մանրաթելեր:

Ինչպես սովորական ապակու մեջ, այնպես էլ օպտիկական մանրաթելում լույսի ճառագայթի բեկման ցուցանիշը մոտ 1,5 է: Ժամանակակից աշխարհում ապակե օպտիկական մանրաթելերը աստիճանաբար փոխարինվում են պլաստմասսե մանրաթելերով: Ստանդարտ օպտիկամանրաթելը կտրվածքում ունի շրջանակի ձև և կազմված է երկու շերտից` կեղևից և միջուկից:

Մանրաթելի մեջ հաղորդված լույսի հոսքը բազմակի անգամներ արտացոլվում է միջուկի և կեղևի սահմանին անդրադարձումներից և արդյունքում մինչև լուսային հոսքի լիրվ մարումը ունակ է անցնել հսկայական հեռավորություններ: Կապի բնագավառում օգտագործվող բոլոր օպտիկամանրաթելային մալուխները ունեն մոտ 125 մկ ստանդարտացված տրամագիծ:

Սակայն տարբեր արտադրողների կողմից արտադրվող օպտիկական մանրաթելերի միջուկի տրամագիծը տարբեր է: Դրա պատճառը մանրաթելի տեսակն է և որոշակի արտադրողի կամ պետության կողմից ընդունված ստանդարտները: Ըստ այդ բնութագրիչի, օպտիկական մանրաթելերը բաժանվում են մուլտիռեժիմային (մինչև 100000 ռեժիմ) և մեկ ռեժիմային տեսակների:

Վերջիններս ունեն 7-9 միկրոն միջուկի տրամագիծ: Նման փոքր տրամագիծը թույլ է տալիս փոխանցել միայն մեկ ռեժիմ, որը բացառում է ազդանշանի խեղաթյուրման հնարավորությունը դիսպերս խեղաթյուրիչներից: Ներկայումս օգտագործվող օպտիկամանրաթելը միառեժիմային է:

Բազմառեժիմային մանրաթելն ունի ավելի մեծ տրամագիծ (մինչև 50 եւ նույնիսկ մինչև 63 միկրոն): Այն միաժամանակ փոխանցում է մի քանի լուսային հոսքեր, որոնք, սակայն, ենթակա են խեղաթյուրման: Օպտիկական մանրաթելերի օգտագործման բնագավառը շատ լայն է, սակայն ներկայումս հիմնական ուշադրությունը կենտրոնացած է հեռահաղորդակցության վրա:

Օպտիկական մանրաթելերի լայն օգտագործման շնորհիվ տվյալների փոխանցման տեմպերը ներկայումս զգալիորեն աճել են և այժմ հասնում են անգամ մի քանի տերաբիթ/ վայրկյանի:

 

Նյութը հրապարակման պատրաստեց Past.am-ը