فيبرنوري چگونه کار ميکند؟ (قسمت اول)

راهنمای سایت

سایت اقدام پژوهی -  گزارش تخصصی و فایل های مورد نیاز فرهنگیان

1 -با اطمینان خرید کنید ، پشتیبان سایت همیشه در خدمت شما می باشد .فایل ها بعد از خرید بصورت ورد و قابل ویرایش به دست شما خواهد رسید. پشتیبانی : بااسمس و واتساپ: 09159886819  -  صارمی

2- شما با هر کارت بانکی عضو شتاب (همه کارت های عضو شتاب ) و داشتن رمز دوم کارت خود و cvv2  و تاریخ انقاضاکارت ، می توانید بصورت آنلاین از سامانه پرداخت بانکی  (که کاملا مطمئن و محافظت شده می باشد ) خرید نمائید .

3 - درهنگام خرید اگر ایمیل ندارید ، در قسمت ایمیل ، ایمیل http://up.asemankafinet.ir/view/2488784/email.png  را بنویسید.

http://up.asemankafinet.ir/view/2518890/%D8%B1%D8%A7%D9%87%D9%86%D9%85%D8%A7%DB%8C%20%D8%AE%D8%B1%DB%8C%D8%AF%20%D8%A2%D9%86%D9%84%D8%A7%DB%8C%D9%86.jpghttp://up.asemankafinet.ir/view/2518891/%D8%B1%D8%A7%D9%87%D9%86%D9%85%D8%A7%DB%8C%20%D8%AE%D8%B1%DB%8C%D8%AF%20%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%AA%20%D8%A8%D9%87%20%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%AA.jpg

لیست گزارش تخصصی   لیست اقدام پژوهی     لیست کلیه طرح درس ها

پشتیبانی سایت

در صورت هر گونه مشکل در دریافت فایل بعد از خرید به شماره 09159886819 در شاد ، تلگرام و یا نرم افزار ایتا  پیام بدهید
آیدی ما در نرم افزار شاد : @asemankafinet

فيبرنوري چگونه کار ميکند؟ (قسمت اول)

بازديد: 11

فيبرنوري چگونه کار ميکند؟ (قسمت اول)




 


 

هرجا که صحبت از سيستم هاي جديد مخابراتي، سيستم هاي تلويزيون کابلي و اينترنت باشد، در مورد فيبر نوري هم چيزهايي ميشنويد.

فيبرنوري چگونه کار ميکند؟

هرجا که صحبت از سيستم هاي جديد مخابراتي، سيستم هاي تلويزيون کابلي و اينترنت باشد، در مورد فيبر نوري هم چيزهايي ميشنويد.


فيبرهاي نوري از شيشه شفاف و خالص ساخته ميشوند و با ضخامتي به نازکي يک تار موي انسان، ميتوانند اطلاعات ديجيتال را در فواصل دور انتقال دهند. از آنها همچنين براي عکسبرداري پزشکي و معاينه هاي فني در مهندسي مکانيک استفاده ميشود.  

 

يک رشته فيبر نوري

در اين مقاله ميخوانيم که اين فيبرهاي نوري چگونه نور را منتقل ميکنند و نيز درمورد روش عجيب ساخت آنها ! 

فيبرنوري چيست؟

فيبرهاي نوري رشته هاي بلند و نازکي از شيشه بسيار خالصند که ضخامتي در حدود قطر موي انسان دارند. آنها در بسته هايي بنام کابلهاي نوري کنار هم قرار داده ميشوند و براي انتقال سيگنالهاي نوري در فواصل دور مورد استفاده قرار ميگيرند.


اگر با دقت به يک رشته فيبر نوري نگاه کنيد، مي بينيد که از قسمتهاي زير ساخته شده :

• هسته _ هسته بخش مرکزي فيبر است که از شيشه ساخته شده و نور در اين قسمت سير ميکند.      

 

قسمتهاي مختلف         
       يک رشته فيبر نوري

• لايه روکش _ واسطه شفافي که هسته مرکزي فيبر نوري را احاطه ميکند وباعث انعکاس نور به داخل هسته ميشود.
• روکش محافظ _ روکشي پلاستيکي که فيبر نوري در برابر رطوبت و آسيب ديدن محافظت ميکند.

صدها يا هزاران عدد از اين رشته هاي فيبر نوري بصورت بسته اي در کنار هم قرار داده ميشوند که به آن کابل نوري گويند. اين دسته از رشته هاي فيبر نوري با يک پوشش خارجي موسوم به ژاکت يا غلاف محافظت ميشوند.

فيبرهاي نوري دو نوعند :


• فيبرهاي نوري تک وجهي _ اين نوع از فيبرها هسته هاي کوچکي دارند ( قطري در حدود inch (4-) 10x 5/3  يا   9 ميکرون ) و ميتوانند نور ليزر مادون قرمز ( با طول موج 1300 تا 1550 نانومتر ) را درون خود هدايت کنند.
• فيبرهاي نوري چند وجهي _ اين نوع از فيبرها هسته هاي بزرگتري دارند ( قطري در حدود inch (3-) 10x 5/2 يا  5/62  ميکرون ) و نور مادون قرمز گسيل شده از ديودهاي نوري موسوم به LEDها را ( با طول موج 850 تا 1300 نانومتر ) درون خود هدايت ميکنند.

برخي از فيبرهاي نوري از پلاستيک ساخته ميشوند. اين فيبرها هسته بزرگي ( با قطر 4 صدم inch يا يک ميليمتر ) دارند و نور مرئي قرمزي را که از LEDها گسيل ميشود ( و طول موجي برابر با 650 نانومتر دارد ) هدايت ميکنند.
بياييد ببينيم طرز کار فيبر نوري چيست.


يک فيبر نوري چگونه نور را هدايت ميکند؟

فرض کنيد ميخواهيد يک باريکه نور را بطور مستقيم و در امتداد يک کريدور بتابانيد. نور براحتي در خطوط راست سير ميکند و مشکلي ازين جهت نيست. حال اگر کريدور مستقيم نباشد و در طول خود خميدگي داشته باشد چگونه نور را به انتهاي آن ميرسانيد؟ 
براي اين منظور ميتوانيد از يک آينه استفاده کنيد که در محل خميدگي راهرو قرار ميگيرد و نور را در جهت مناسب منحرف ميکند. اگر راهرو خيلي پيچ در پيچ باشد و خمهاي زيادي داشته باشد چه؟ ميتوانيد ديوارها را با آينه بپوشانيد و نور را به دام بيندازيد بطوريکه در طول راهرو از يک گوشه به گوشه ديگر بپرد. اين دقيقا همان چيزي است که در يک فيبرنوري اتفاق مي افتد.
نور در يک کابل فيبرنوري، بر اساس قاعده اي موسوم به بازتابش داخلي، مرتبا بوسيله ديواره آينه پوش لايه اي که هسته را فراگرفته، به اين سو و آن سو پرش ميکند و در طول هسته پيش ميرود.
 

 

تصويري از بازتابش کلي نور در يک فيبر نوري

از آنجا که لايه آينه پوش اطراف هسته هيچ نوري را جذب نميکند، موج نور ميتواند فواصل طولاني را طي کند. به هر حال، برخي از سيگنالهاي نوري در حين حرکت در طول فيبر، ضعيف ميشوند که علت عمده آن وجود برخي ناخالصيها داخل شيشه است. ميزان ضعيف شدن سيگنال به درجه خلوص شيشه بکار رفته در داخل فيبر و نيز طول موج نوري که درون فيبر سير ميکند بستگي دارد (بعنوان مثال
850 نانومتر = 60 تا 75 درصد در هر يک کيلومتر 
1300 نانومتر = 50 تا 60 درصد در هر يک کيلومتر
1550 نانومتر = بيش از 50 درصد در هر يک کيلومتر ).
برخي از فيبرهاي نوري هم هستند که سيگنال در داخل آنها خيلي کم تضعيف ميشود. (کمتر از 10 درصد در هر يک کيلومتر براي 1550 نانومتر ).


سيستم ارتباط بوسيله فيبرنوري

براي پي بردن به اينکه فيبرهاي نوري چگونه در سيستم هاي ارتباطي مورد استفاده قرار ميگيرند، اجازه دهيد نگاهي بياندازيم به فيلم يا سندي که مربوط به جنگ جهاني دوم است. دو کشتي نيروي دريايي را درنظر بگيريد که از کنار يکديگر عبور ميکنند و لازم است باهم ارتباط برقرار کنند درحالي که امکان استفاده از راديو وجود ندارد و يا دريا طوفاني است. کاپيتان يکي از کشتي ها پيامي را براي يک ملوان که روي عرشه است ميفرستد. ملوان آن پيام را به کد مورس ترجمه ميکند و از نورافکني ويژه که يک پنجره کرکره جلو آن است براي ارسال پيام به کشتي مقابل استفاده ميکند. ملواني که در کشتي مقابل است اين پيام مورس را ميگيرد، ترجمه ميکند و به کاپيتان ميدهد. (ملوان کشتي دوم عکس عملي را انجام ميدهد که ملوان کشتي اول انجام داد.)

حالا فرض کنيد اين دو کشتي هر يک در گوشه اي از اقيانوسند و هزاران مايل فاصله دارند و در فاصله بين آنها يک سيستم ارتباطي فيبرنوري وجود دارد.


سيستم هاي ارتباط بوسيله فيبرنوري، شامل اين قسمت هاست:

• فرستنده _ سيگنالهاي نور را توليد ميکند و به رمز در مياورد. 
• فيبرنوري _ سيگنالهاي نور را تا فواصل دور هدايت ميکند.
• تقويت کننده نوري _ ممکن است براي تقويت سيگنالهاي نوري لازم باشد. (براي ارسال سيگنال به فواصل خيلي دور)
• گيرنده نوري _ سيگنالهاي نور را دريافت و رمزگشائي ميکند.


فرستنده

نقش فرستنده شبيه ملواني است که روي عرشه کشتي فرستنده پيام ايستاده و پيام را ارسال ميکند. فرستنده ابزار توليد نور را در فواصل زماني مناسب خاموش يا روشن ميکند.
فرستنده درعمل به فيبر نوري متصل ميشود و حتي ممکن است داراي لنزي براي متمرکز کردن نور به داخل فيبر هم باشد. قدرت اشعه ليزر بيش از LEDهاست اما با کم و زياد شدن دما شدت نورشان تغيير ميکند و گرانتر هم هستند. متداول ترين طول موجهايي که استفاده ميشود عبارتند از: 850 نانومتر، 1300 نانومتر و 1550 نانومتر. (مادون قرمز و طول موجهاي نامرئي طيف )

تقويت کننده نوري

همانطور که قبلا هم به آن اشاره شد، نور حين عبور از فيبر ضعيف ميشود. (مخصوصا در فواصل طولاني بيش از نيم مايل يا حدود يک کيلومتر مثلا در کابلهاي زير دريا) بنابرين يک يا بيش از يک تقويت کننده نوري در طول کابل بسته ميشوند تا نور ضعيف شده را تقويت کنند. 
يک تقويت کننده نوري داراي فيبرهاي نوري با پوشش ويژه اي است. نور ضعيف شده پس از ورود به اين تقويت کننده تحت تاثير اين پوشش خاص و نيز نور ليزري که به اين پوشش تابيده ميشود تقويت ميشود. ملکولهاي موجود در اين پوشش ويژه با تابش ليزر به آنها، سيگنال نوري جديد و قوي توليد ميکنند که مشخصات آن مشابه نور ورودي به تقويت کننده است. درواقع تقويت کننده نوري يک آمپلي فاير ليزري براي نور ورودي به آن است. جزئيات بيشتر را در سايت 
www.Photonics.com ببينيد.

گيرنده نوري

گيرنده نوري مشابه ملواني که روي عرشه کشتي گيرنده پيام بود عمل ميکند. اين گيرنده سيگنالهاي نوري ورودي را ميگيرد، رمزگشائي ميکند و سيگنالهاي الکتريکي مناسب را براي ارسال به کامپيوتر، تلويزيون يا تلفن کاربر توليد و به آنها ارسال ميکند. اين گيرنده براي دريافت و آشکارسازي نور ورودي از فتوسل يا فتوديود استفاده ميکند.


 





منبع : سايت علمی و پژوهشي آسمان--صفحه اینستاگرام ما را دنبال کنید
اين مطلب در تاريخ: سه شنبه 17 فروردین 1395 ساعت: 11:26 منتشر شده است
برچسب ها : ,
نظرات(0)

فيبرنوري چگونه کار ميکند؟ (قسمت اول)

بازديد: 109

فيبرنوري چگونه کار ميکند؟ (قسمت اول)




 


 

هرجا که صحبت از سيستم هاي جديد مخابراتي، سيستم هاي تلويزيون کابلي و اينترنت باشد، در مورد فيبر نوري هم چيزهايي ميشنويد.

فيبرنوري چگونه کار ميکند؟

هرجا که صحبت از سيستم هاي جديد مخابراتي، سيستم هاي تلويزيون کابلي و اينترنت باشد، در مورد فيبر نوري هم چيزهايي ميشنويد.


فيبرهاي نوري از شيشه شفاف و خالص ساخته ميشوند و با ضخامتي به نازکي يک تار موي انسان، ميتوانند اطلاعات ديجيتال را در فواصل دور انتقال دهند. از آنها همچنين براي عکسبرداري پزشکي و معاينه هاي فني در مهندسي مکانيک استفاده ميشود.  

 

يک رشته فيبر نوري

در اين مقاله ميخوانيم که اين فيبرهاي نوري چگونه نور را منتقل ميکنند و نيز درمورد روش عجيب ساخت آنها ! 

فيبرنوري چيست؟

فيبرهاي نوري رشته هاي بلند و نازکي از شيشه بسيار خالصند که ضخامتي در حدود قطر موي انسان دارند. آنها در بسته هايي بنام کابلهاي نوري کنار هم قرار داده ميشوند و براي انتقال سيگنالهاي نوري در فواصل دور مورد استفاده قرار ميگيرند.


اگر با دقت به يک رشته فيبر نوري نگاه کنيد، مي بينيد که از قسمتهاي زير ساخته شده :

• هسته _ هسته بخش مرکزي فيبر است که از شيشه ساخته شده و نور در اين قسمت سير ميکند.      

 

قسمتهاي مختلف         
       يک رشته فيبر نوري

• لايه روکش _ واسطه شفافي که هسته مرکزي فيبر نوري را احاطه ميکند وباعث انعکاس نور به داخل هسته ميشود.
• روکش محافظ _ روکشي پلاستيکي که فيبر نوري در برابر رطوبت و آسيب ديدن محافظت ميکند.

صدها يا هزاران عدد از اين رشته هاي فيبر نوري بصورت بسته اي در کنار هم قرار داده ميشوند که به آن کابل نوري گويند. اين دسته از رشته هاي فيبر نوري با يک پوشش خارجي موسوم به ژاکت يا غلاف محافظت ميشوند.

فيبرهاي نوري دو نوعند :


• فيبرهاي نوري تک وجهي _ اين نوع از فيبرها هسته هاي کوچکي دارند ( قطري در حدود inch (4-) 10x 5/3  يا   9 ميکرون ) و ميتوانند نور ليزر مادون قرمز ( با طول موج 1300 تا 1550 نانومتر ) را درون خود هدايت کنند.
• فيبرهاي نوري چند وجهي _ اين نوع از فيبرها هسته هاي بزرگتري دارند ( قطري در حدود inch (3-) 10x 5/2 يا  5/62  ميکرون ) و نور مادون قرمز گسيل شده از ديودهاي نوري موسوم به LEDها را ( با طول موج 850 تا 1300 نانومتر ) درون خود هدايت ميکنند.

برخي از فيبرهاي نوري از پلاستيک ساخته ميشوند. اين فيبرها هسته بزرگي ( با قطر 4 صدم inch يا يک ميليمتر ) دارند و نور مرئي قرمزي را که از LEDها گسيل ميشود ( و طول موجي برابر با 650 نانومتر دارد ) هدايت ميکنند.
بياييد ببينيم طرز کار فيبر نوري چيست.


يک فيبر نوري چگونه نور را هدايت ميکند؟

فرض کنيد ميخواهيد يک باريکه نور را بطور مستقيم و در امتداد يک کريدور بتابانيد. نور براحتي در خطوط راست سير ميکند و مشکلي ازين جهت نيست. حال اگر کريدور مستقيم نباشد و در طول خود خميدگي داشته باشد چگونه نور را به انتهاي آن ميرسانيد؟ 
براي اين منظور ميتوانيد از يک آينه استفاده کنيد که در محل خميدگي راهرو قرار ميگيرد و نور را در جهت مناسب منحرف ميکند. اگر راهرو خيلي پيچ در پيچ باشد و خمهاي زيادي داشته باشد چه؟ ميتوانيد ديوارها را با آينه بپوشانيد و نور را به دام بيندازيد بطوريکه در طول راهرو از يک گوشه به گوشه ديگر بپرد. اين دقيقا همان چيزي است که در يک فيبرنوري اتفاق مي افتد.
نور در يک کابل فيبرنوري، بر اساس قاعده اي موسوم به بازتابش داخلي، مرتبا بوسيله ديواره آينه پوش لايه اي که هسته را فراگرفته، به اين سو و آن سو پرش ميکند و در طول هسته پيش ميرود.
 

 

تصويري از بازتابش کلي نور در يک فيبر نوري

از آنجا که لايه آينه پوش اطراف هسته هيچ نوري را جذب نميکند، موج نور ميتواند فواصل طولاني را طي کند. به هر حال، برخي از سيگنالهاي نوري در حين حرکت در طول فيبر، ضعيف ميشوند که علت عمده آن وجود برخي ناخالصيها داخل شيشه است. ميزان ضعيف شدن سيگنال به درجه خلوص شيشه بکار رفته در داخل فيبر و نيز طول موج نوري که درون فيبر سير ميکند بستگي دارد (بعنوان مثال
850 نانومتر = 60 تا 75 درصد در هر يک کيلومتر 
1300 نانومتر = 50 تا 60 درصد در هر يک کيلومتر
1550 نانومتر = بيش از 50 درصد در هر يک کيلومتر ).
برخي از فيبرهاي نوري هم هستند که سيگنال در داخل آنها خيلي کم تضعيف ميشود. (کمتر از 10 درصد در هر يک کيلومتر براي 1550 نانومتر ).


سيستم ارتباط بوسيله فيبرنوري

براي پي بردن به اينکه فيبرهاي نوري چگونه در سيستم هاي ارتباطي مورد استفاده قرار ميگيرند، اجازه دهيد نگاهي بياندازيم به فيلم يا سندي که مربوط به جنگ جهاني دوم است. دو کشتي نيروي دريايي را درنظر بگيريد که از کنار يکديگر عبور ميکنند و لازم است باهم ارتباط برقرار کنند درحالي که امکان استفاده از راديو وجود ندارد و يا دريا طوفاني است. کاپيتان يکي از کشتي ها پيامي را براي يک ملوان که روي عرشه است ميفرستد. ملوان آن پيام را به کد مورس ترجمه ميکند و از نورافکني ويژه که يک پنجره کرکره جلو آن است براي ارسال پيام به کشتي مقابل استفاده ميکند. ملواني که در کشتي مقابل است اين پيام مورس را ميگيرد، ترجمه ميکند و به کاپيتان ميدهد. (ملوان کشتي دوم عکس عملي را انجام ميدهد که ملوان کشتي اول انجام داد.)

حالا فرض کنيد اين دو کشتي هر يک در گوشه اي از اقيانوسند و هزاران مايل فاصله دارند و در فاصله بين آنها يک سيستم ارتباطي فيبرنوري وجود دارد.


سيستم هاي ارتباط بوسيله فيبرنوري، شامل اين قسمت هاست:

• فرستنده _ سيگنالهاي نور را توليد ميکند و به رمز در مياورد. 
• فيبرنوري _ سيگنالهاي نور را تا فواصل دور هدايت ميکند.
• تقويت کننده نوري _ ممکن است براي تقويت سيگنالهاي نوري لازم باشد. (براي ارسال سيگنال به فواصل خيلي دور)
• گيرنده نوري _ سيگنالهاي نور را دريافت و رمزگشائي ميکند.


فرستنده

نقش فرستنده شبيه ملواني است که روي عرشه کشتي فرستنده پيام ايستاده و پيام را ارسال ميکند. فرستنده ابزار توليد نور را در فواصل زماني مناسب خاموش يا روشن ميکند.
فرستنده درعمل به فيبر نوري متصل ميشود و حتي ممکن است داراي لنزي براي متمرکز کردن نور به داخل فيبر هم باشد. قدرت اشعه ليزر بيش از LEDهاست اما با کم و زياد شدن دما شدت نورشان تغيير ميکند و گرانتر هم هستند. متداول ترين طول موجهايي که استفاده ميشود عبارتند از: 850 نانومتر، 1300 نانومتر و 1550 نانومتر. (مادون قرمز و طول موجهاي نامرئي طيف )

تقويت کننده نوري

همانطور که قبلا هم به آن اشاره شد، نور حين عبور از فيبر ضعيف ميشود. (مخصوصا در فواصل طولاني بيش از نيم مايل يا حدود يک کيلومتر مثلا در کابلهاي زير دريا) بنابرين يک يا بيش از يک تقويت کننده نوري در طول کابل بسته ميشوند تا نور ضعيف شده را تقويت کنند. 
يک تقويت کننده نوري داراي فيبرهاي نوري با پوشش ويژه اي است. نور ضعيف شده پس از ورود به اين تقويت کننده تحت تاثير اين پوشش خاص و نيز نور ليزري که به اين پوشش تابيده ميشود تقويت ميشود. ملکولهاي موجود در اين پوشش ويژه با تابش ليزر به آنها، سيگنال نوري جديد و قوي توليد ميکنند که مشخصات آن مشابه نور ورودي به تقويت کننده است. درواقع تقويت کننده نوري يک آمپلي فاير ليزري براي نور ورودي به آن است. جزئيات بيشتر را در سايت 
www.Photonics.com ببينيد.

گيرنده نوري

گيرنده نوري مشابه ملواني که روي عرشه کشتي گيرنده پيام بود عمل ميکند. اين گيرنده سيگنالهاي نوري ورودي را ميگيرد، رمزگشائي ميکند و سيگنالهاي الکتريکي مناسب را براي ارسال به کامپيوتر، تلويزيون يا تلفن کاربر توليد و به آنها ارسال ميکند. اين گيرنده براي دريافت و آشکارسازي نور ورودي از فتوسل يا فتوديود استفاده ميکند.


 







منبع : سايت علمی و پژوهشي آسمان--صفحه اینستاگرام ما را دنبال کنید
اين مطلب در تاريخ: سه شنبه 17 فروردین 1395 ساعت: 11:25 منتشر شده است
برچسب ها : ,
نظرات(0)

شبکه اجتماعی ما

   
     

موضوعات

پيوندهاي روزانه

تبلیغات در سایت

پیج اینستاگرام ما را دنبال کنید :

فرم های  ارزشیابی معلمان ۱۴۰۲

با اطمینان خرید کنید

پشتیبان سایت همیشه در خدمت شماست.

 سامانه خرید و امن این سایت از همه  لحاظ مطمئن می باشد . یکی از مزیت های این سایت دیدن بیشتر فایل های پی دی اف قبل از خرید می باشد که شما می توانید در صورت پسندیدن فایل را خریداری نمائید .تمامی فایل ها بعد از خرید مستقیما دانلود می شوند و همچنین به ایمیل شما نیز فرستاده می شود . و شما با هرکارت بانکی که رمز دوم داشته باشید می توانید از سامانه بانک سامان یا ملت خرید نمائید . و بازهم اگر بعد از خرید موفق به هردلیلی نتوانستیدفایل را دریافت کنید نام فایل را به شماره همراه   09159886819  در تلگرام ، شاد ، ایتا و یا واتساپ ارسال نمائید، در سریعترین زمان فایل برای شما  فرستاده می شود .

درباره ما

آدرس خراسان شمالی - اسفراین - سایت علمی و پژوهشی آسمان -کافی نت آسمان - هدف از راه اندازی این سایت ارائه خدمات مناسب علمی و پژوهشی و با قیمت های مناسب به فرهنگیان و دانشجویان و دانش آموزان گرامی می باشد .این سایت دارای بیشتر از 12000 تحقیق رایگان نیز می باشد .که براحتی مورد استفاده قرار می گیرد .پشتیبانی سایت : 09159886819-09338737025 - صارمی سایت علمی و پژوهشی آسمان , اقدام پژوهی, گزارش تخصصی درس پژوهی , تحقیق تجربیات دبیران , پروژه آماری و spss , طرح درس