هنگامی که نور به عنوان یک موج هدایت کننده در هسته فیبر منتشر می شود، نور عبوری، مقدار تلفات توان خاصی را تجربه می کند. این تلفات هنگام انتقال سیگنال از طریق کابل های فیبر نوری برای مسافت های زیاد بسیار مهم است. برای مخابره بهتر اطلاعات، ما باید برای کاهش تلفات نوری تمام تلاش خود را کنیم. پس برای شروع، ما نیاز داریم تا تلفات نوری را به خوبی بشناسیم. این مقاله در مورد تلفات ذاتی فیبر و تلفات بیرونی فیبر می باشد.
تلفات ذاتی فیبر
تلفات ذاتی فیبرنوع خاصی از تلفات است که به مواد اولیه تشکیل دهنده ی آن مربوط می شود. دو نوع تلفات ذاتی وجود دارد: تلفات پراکندگی و تلفات جذب (تصویر زیر را ببینید). نور عمدتاً به این دو دلیل ضعیف می شود.
تلفات جذب
تلفات جذب توسط جذب فوتونها در فیبر مانند یونهای فلزی (به عنوان مثال FE+3 ، Cu+4 ) و هیدروکسیل (-OH) یون ایجاد می شود. توان اپتیکی در تحریک ارتعاشات مولکولی مانند ناخالصی های داخل شیشه جذب می شود. یکی از ویژگی های جذب این است که تنها در مجاورت طول موج مشخص مربوط به فرکانس نوسان طبیعی یا هارمونیک مواد اولیه آن ها رخ می دهد. در تارهای فیبر نوری با تکنولوژی ساخت مدرن، افت جذب تقریبا به طور کامل توسط یون های OH-1 ایجاد می شود. حالت ارتعاش بنیادی این یون ها متناظر با طول موج λ= 2.73 μm و هارمونیک در λ1,2= 1.37, 0.95 µm می باشد. به منظور کاهش وجود یون OH-1، از روش پسابش (dehydration) استفاده می شود.
تلفات پراکندگی
تلفات پراکندگی، عامل مؤثر دوم تضعیف سیگنال در یک فیبر نوری می باشد. این نوع تلفات توسط تغییرات کوچک در تراکم مواد فیبر، که در طول فرآیند تولید رخ می دهد ایجاد می شود. حتی اگر تکنیک های ساخت پیشرفته و دقیق باشد، بسیاری از تارهای فیبر نوری همچنان ناهمگن با ساختاری بی نظم و بی شکل هستند. تلفات پراکندگی اصولاً باعث تضعیف یک چهارم طول موج سیگنال می شود. پس تلفات پراکندگی یک مکانیسم تلفات غالب در طول موجهای زیر 1000 نانومتر است.
تلفات بیرونی فیبر
این تلفات خاص به شکل هندسی و نحوه چینش و خواباندن کابل فیبر نوری بستگی دارد و تابع مواد اولیه در فیبر نوری نمی باشد. دو نوع اساسی وجود دارد و آنها به صورت تلفات خم و تلفات اتصال می باشند.
تلفات خم
هنگامی که کابل های فیبر نوری خم هستند، آنها تلفات اضافی هنگام انتشار از خود نشان می دهند. این تلفات خم نامیده می شود که اغلب درکابل فیبر نوری مشکل ایجاد می کند. به طور معمول، این تلفات اگر به شعاع خمش بحرانی رسیده باشد بسیار سریع افزایش می یابد. شعاع بحرانی می تواند بسیار کوچک (چند میلی متر) برای تارهای با ویژگی هدایت قدرتمند (دیافراگم و زاویه پذیرش بالا)، و می تواند بسیار بزرگتر (که اغلب ده سانتیمتر) برای تارهای سینگل مد باشد. تلفات برای خمش با شعاع کوچکتر بیشتر است.
تلفات اتصال
تلفات اتصال از کوپلینگ بین خروجی یک فیبر با ورودی فیبر دیگر، و یا کوپلینگ با آشکارسازها یا دیگر اجزای مرتبط به وجود می آید. تلفات ممکن است در کانکتور فیبر و جوش فیوژن تارهای فیبر نوری با هسته های دارای قطرهای متفاوت یا هسته های هم محور نشده به وجود بیاید. تلفات ناشی از ناهمخوانی قطر های فیبر را می توان تقریب زد که مقدار تخمین زده شده 10log(d/D) – می باشد. دیگر تلفات اتصال مانند آفست ها و یا شکاف هوا بین تارهای نوری و اتمام ضعیف و نامتقارن سطح می باشد.
از این مقاله، شما ممکن است چیزهای زیادی در مورد تلفات نوری یاد گرفته باشید. برای به دست آوردن انتقال بهتر داده ها، شما باید به عوامل بالا دقت زیادی داشته باشید. برای تلفات ذاتی فیبر، مواد اولیه بسیار حیاتی و مهم است. برای تلفات بیرونی فیبر، تا حد امکان از خم شدن جلوگیری شود، برقراری کوپلینگ و اتصال مناسب بین و تار فیبر نوری و غیره در کاهش این تلفات بسیار مهم است.
