Mühazirə Məşğələ Laboratoriya 6 7

Mövzu 14
OPTİK LİFLƏRIN NÖVLƏRİ
ORK-lərinin əsas elementlərindən biri onun uzunluğu boyunca elektromaqnit dalğalarının yayılmasını həyata keçirən OL-lərdir. ORK-lərində geniş tətbiq olunan OL-lərdən üçünün en kəsiyi şəkil 3 .14-də göstərilmişdir.

Sındırma əmsalı pillə (şəkil 3.14,a) və tədricən dəyişən (şəkil 3.14,b) çoxmodlu (ÇM OL), eləcə də birmodlu (şəkil 3.14,c) OL-lərin konstruksiyaları göstərilmişdir.

Hər bir OL özək və örtükdən ibarətdir. Optik şüanın özəyin uzunluğu boyunca yayılması üçün n₁>n₂ şərti ödənməlidir. Burada özəyin, isə örtüyün sındırma əmsallarıdır.
İkiqat OL-lərdə özəyin sındırma əmsalı radius boyunca sabit qalıb, aşağıdakı ifadə ilə təyin edilir:


(3.39)

burada -özəklə örtüyün sındırma əmsalları arasındakı fərqi xarekterizə edən kəmiyyətdir.

Qradiyentə bənzər işıqötürücüdə (QİÖ) özəyin sındırma əmsalı radius boyunca tədricən, yəni yavaş-yavaş dəyişir ki, bununda cızdığı əyri xətt parabolaya bənzəyir. Bunun riyazi şəkildə yazılışı aşağıdakı kimidir:


(3.40)

burada r-cari radiusdur, mkm; a-özəyin radiusudur, mkm.

OL-ləri hazırlamaq üçün şəffaf plastmasdan və kvarsdan istifadə olunur. İnformasiyanın veriliş sürəti kiçik və rabitənin qısa məsafəyə verilməsi tələb olunan yerlərdə ucuz başa gələn, texnologiyası, montajı, istismarı sadə olan şəffaf plastik material hesab edilən polimetilmetakrilat (PMMA) və polistirol (PS) kimi materiallardan istifadə etmək məqsədəuyğun hesab edilir.
Lakin sındırma əmsalı kiçik və az itkiyə malik olan ərinmiş kvarsdan (SiO₂) hazırlanmış OL-lər üstünlük təşkil edir. Bu halda nəzərə almaq lazımdır ki, işıqötürücünün özəyinin və örtüyünün sındırma əmsalları bir–birindən fərqli olmalıdır. Ona görədə bir sıra oksidlərdən istifadə edilir. Beləki, kvarsın sındırma əmsalını azaltmaq üçün SiO₂-yə B₂O₃ oksidi və ftor (F) qatışıqları əlavə edilir. Təmiz kvarsın sındırma əmsalını artırmaq lazım gələrsə, onda GeO₂; Al₂O₃; P₂O₅; TiO₂ oksidlərindən istifadə edilir.
Təmiz kvarsdan (SiO₂) hazırlanan OL-lər aşağıdakı parametrlərlə xarakterizə olunur: sıxlığı - 2,2 Mq/m³; dartılan zaman dağılma gərginliyi-(3÷4)·10³ MPa; qırılma zamanı nisbi uzanma-(0,5÷1,5)%; dartılma zamanı elastiklik modulu-54·10³ MPa; sıxılma zamanı elastiklik modulu-15·10³ MPa; xətti temperatur əmsalı-0,17·10^-61/C⁰; əyilmə radiusu-(5÷10)D_k kabelin diametri.
İşıq şüalarının işıqötürücünün özəyinə daxil olma şərtini və onların yayılmasını təmin edən xarakteristikalardan biri də apertura ədədi (AƏ) hesab edilir. Apertura ədədi aşağıdakı düsturla hesablanır:
(3.41)

Özəyi polistiroldan olan işıqötürücünün örtüyü üçün polimetilmetakrilat (PMMA) ən yaxşı material hesab edilir. Başqa halda bu məqsəd üçün karbonlaşdırılmış ftordan (ftorouqlerod) və ya silikon rezindən hazırlanmış polimer materialdan istifadə edilir. Polimer materialdan hazırlanmış OL-lərin diametrləri 0,5÷1 mm-ə qədər ola bilər. Onların apertura ədədləri xeyli böyükdür.

Məlumdur ki, polimer materiallarda işığın udulma zolağı həddindən artıq böyükdür. Ona görə də plastmas materialdan hazırlanmış OL-lərdə itki ən çox işığın polimerdə udulması və səpələnməsi hesabına baş verir.
Plastmas materialdan hazırlanmış OL-lərin əsas çatışmayan cəhətləri onlarda itkinin və dispersiyanın qiymətlərinin böyük olması, yüksək temperatura qarşı davamsızlığıdır. Bunlar da işçi temperaturun yuxarı həddi 80÷100⁰S arasında dəyişir. Bir sıra hallarda özəklə örtüyün sındırma əmsalları ilə temperatur əmsalları arasındakı fərq böyük olur ki, buda nəticədə apertura ədədinin temperaturdan asılı olmasına gətirib çıxardır.
Özəyin diametri nə qədər böyük olarsa, işıq şüalarının işıqötürücüyə daxil edilməsi, OL-lərin hazırlanma texnologiyası və montajı bir o qədər asanlaşır. Lakin özəyin diametri artdıqcan yayılan modların sayı çoxalır, nəticədə dispersiyanın və itkinin qiyməti artır. Bundan başqa, diametrin artımı OL-in mexaniki möhkəmliyini artırır. O biri tərəfdən isə onun elastikliyi xeyli azalır. Bütün bunları nəzərə alaraq işıqötürücünün konstruksiyası üçün normativ qiymətlər qoyulur.
Işıqötürücülərin kateqoriyaları sönmə və buraxma zolağının qiymətinə görə təyin edilir.