Mühazirə Məşğələ Laboratoriya 6 7

Optik rabitənin təşkil olunma metodlari. Lazer meydana gəldikdən sonra informasiyanın optik metodla verilməsi erası başlandı. Optik rabitəni yaratmaq üçün şüanın yayıldığı mühit kimi atmosferdən, kosmik fəzadan və işıqötürücülərdən istifadə edilir.
Atmosferdə enerji itkisinin və səpələnmənin qiyməti böyük olduğuna görə, onunla optik rabitənin təşkilinə məhdudiyyət qoyulur. Optik siqnalları ötürmək üçün dalğa uzunluğu λ=1...12 mkm intervalında dəyişən, yüksək şəffaflığa malik bir neçə pəncərə tələb olunur. Lakin işıq şüasının yayılması metroloji və iqlim şəraitindən asılıdır. Havanın duman və çiskinli olması optik siqnalları ötürən zaman onları daşıyan enerji itkisinin xeyli dərəcədə artmasına və işıq şüalarının udulmasına şərait yaradır.
Atmosferdə yayılan işıq şüfsının xarakteristikasinı üç əsas amil pisləşdirir:
Molekulyar udulma. Bu DU-undan asılıdır və atmosferdə olan qazların xassələri ilə təyin olunur;
Aerozol (qarışıq) hesabına udulma. Bu hadisə dumanlı və çiskinli havadan başqa, onun tərkibində olan bərk cisimlərin zərrəciklərində də baş verir. Belə udulmanı yox etmək üçün yayılan dalğanın uzunluğunu artırmaq lazımdır. Lakin dalğanın uzunluğu bərk cisimlərin ölçülərindən böyük olmamalıdır;
Atmosferin tərkibinin qeyri-sabit olması hesabına. Havanın sındırma əmsalı koordinat sisteminin və zamanın funksiyasıdır. Bu da onu göstərir ki, yayılan dalğanın parametrlərində statik qeyri-müəyyənlik vardır. Bu qeyri-müəyyənlik aşağıdakı izlərlə büruzə verir: a) qəbul nöqtəsində işıq dalğasınin sürüşməsi; b) qəbul müstəvisi üzərində dalğanın amplitud və faza qiymətlərinin dəyişməsi.
İnformasiya verilişinin etibarlı olması vaxta görə qiymətləndirilir. Belə ki, atmosferdə yayılan işıq dalğasında baş verən itkinin qiyməti müəyyən edilmiş vaxt ərzindəki qiymətdən artıq olmamalıdır. Bu münasibət faizlə ifadə olunur. Normativ qiymətlər, 90; 99,5 və hətta 99,9% qəbul edilmişdir. Aparılan ekspermentlərin nəticəsinə əsaslanaraq demək olar ki, belə yüksək dərəcədə etibarlığı təmin etmək üçün ideal iqlim şəraiti lazımdır. Belə mühitdə informasiyanın keyfiyyətli ötürülməsi üçün güclü lazer şüaları tələb olunur. Buradan da atmosferdə və ya açıq fəzada rabitə yaratmaq üçün yeni tədqiqatlar aparmaq və sərfəli mühit tapmaq zərurəti meydana çıxır.
Atmosferlə müqayisədə kosmik fəzada optik rabitənin təşkili daha perspektivli hesab edilir. Bu mühitdə işıq şüasının yayılması üçün güclü lazer şüaları tələb olunmur. Peyklərdə quraşdırılmış kiçik sahəyə malik antennaların köməyi ilə lazer şüasının səpələnməsini azaltmaq mümkündür. Kosmik fəzada optik rabitənən təşkilinə misal olaraq peyklərarası əlaqəni göstərmək olar.
Atmosferdə və kosmik fəzada yaradılan optik rabitə kanallarında baş verən çatışmamazlıqları aradan qaldırmaq üçün qapalı mühit, yəni işıqötürücülərin konstruksiyaları daha effektli hesab edilir.
İşıq şüasının fasilə və fasiləsiz yayılmasını təmin edən rabitə kanalları mövcuddur. Fasilə ilə işləyən rabitə kanallarına misal olaraq, bir-birindən bərabər məsafədə yerləşdirilmiş diafraqma və ya linzadan ibarət işıqötürücü borunu (LİÖB) göstərmək olar.
İşıq şüasının yayılması üçün uzunluğu 1 km, diametri 10,2 mm olan alüminium borunun içərisində bir-birindən eyni məsafədə 10 linza yerləşdirilir. İşıq şüasının yayıldığı boru ikiqat Al təbəqədən ibarət olmasına baxmayaraq, temperaturun dəyişməsi hesabına qeyri-həmcinslik yaranır ki, buda işıq şüasının əyilməsinə səbəb olur. Bu vəziyyət linzanı məsafədən tənzimləməklə aradan qaldırılır.
Linzadan olan işıqötürücü borunu qaz doldurulmuş linzalı boru əvəz etdi. Qaz doldurulmuş linzalı boruya soyuq qaz doldurulur, sonra isə onu qızdırırlar. Borunun oxu ətrafında qazın temperaturu onun divarına yaxın hissələrinə nisbətən az olur. Ona görə də borunun oxu ətrafında qazın sıxlığı və sındırma əmsalı onun divarına yaxın hissələrinə nisbətən böyük olur. Linzadan olan işıqötürücü borudan fərqli olaraq qaz doldurulmuş linzalı boruda işıq şüasının əks olunması hesabına itki olmur.
İlk dəfə olaraq fasiləsiz işləyən işıqötürücü kimi içi boş metal və dielektrik dalğa ötürücüdən istifadə edilmişdir. İçi boş metal dalğaötürücü əyilməyə qarşı çox həssas olmasına baxmayaraq, onun dönmə radiusunun minimal qiyməti bir neçə on metr təşkil edir.
Dönmə radiusunun minimal (R_min.) və sıçrayışla dəyişən bucağın maksimal (δ_mak.) qiymətləri aşağıdakı düsturlarla hesablanır:
, (6.1)
burada λ-DU, mkm; —işıq şüasının diametridir, mm. Qeyd etmək lazımdır ki, λ<a şərti ödənməlidir.
Yuxarıda göstərilən işıqötürücülərin istehsalı yüksək dəqiqlik tələb edir. Buda dönmə radiusu minimal olduqda, onların texnologiyasına, tikintisinə və istismarına qoyulan xərclərin artmasına gətirib çıxardır.
Optik rabitə kanallarında əsaslı dönüş OL-li işıqötürücülər icad edildikdən sonra baş verdi. İlk vaxtlar işığın və ya təsvirin qısa məsafələrə ötürülməsi üçün şüşədən hazırlanmış örtüksüz OL-lərdən istifadə edilirdi. Sonradan ortüksüz OL-in üzərindən sındırma əmsakı kiçik olan materialla örtülməsi təklif olundu. Bu halda özəklə örtüyü bir-birindən ayıran sərhəddə işıq şüasının tam qayıtması və bununlada ORK-nin tərkib hissəsi olan OL-lərin izolyasiyası təmin edilir.
Optik işıqötürücü lif nazik şüşə lifdən olub silindirik formada hazırlanır. Bu ikiqat konstruksiyaya malikdir. Birinci təbəqə özək adlanır. Özək EME-nin və ya işıq şüasının OL-in uzunluğu boyunca yayılmasına xidmət edir. İkinci təbəqə örtükdür. Örtüyün vəzifəisi, özəklə örtüyü bir-birindən ayıran sərhəddən işıq şüasının əks olunması üçün yaxşı şərait yaratmaq və enerjinin ətraf mühitə şüalanmasının qarşısını almaqdan ibarətdir. OL-i mexaniki təsirlərdən mühafizə etmək və rəngləmək üçün onun xaricindən mühafizə təbəqəsi çəkilir.
Optik işıqötürücü liflərin toplusundan ibarət olan optik rabitə kabelləri (ORK) istiqamətləndirici sistemlərin (İS) son nəsillərindəndir. İnformasiyanı ötürən texnikanın gələcək inkişafı məhz ORK-lərinin bazasında qurulur.
Adi elektrik rabitə kabellərində informasiya daşıyıcısı elektrik cərəyanı hesab edilirsə, ORK-lərində bu işi işıq şüası və optik siqnallar görür.