ارتباط نوری در دهه ۱۹۷۰ با ابداع تلگراف نوری آغاز شد. هر چند در سال ۱۸۸۰ نیز «الکساندر گراهام بل» یک سیستم تلفن نوری را به ثبت رساند، ولی این اختراع مانند اختراع قبلی اش یعنی تلفن معمولی نبود و به صورت یک اختراع تجربی باقی ماند و هرگز تحقق پیدا نکرد. یک دانشمند آلمانی به نام «ون هیل» و یک دانشمند انگلیسی به نام «هاپکینز» در سال ۱۹۴۵ مقاله هایی را در مورد «بسته های تصویری» منتشر کردند. گزارش «هاپکینز» به بسته های تصویری از فیبرهای بدون پوشش مربوط می شد، در حالی که گزارش «ون هیل» درباره بسته های ساده یی از فیبرهای دارای پوشش شیمیایی بود، به طوری که یک فیبر ساده را با یک پوشش شفاف از ماده یی مخصوص می پوشاند.
در نهایت این دانشمند آلمانی به خاطر گفت وگو با یک فیزیکدان نوری امریکایی تحت تاثیر قرار گرفت و اختراع بسیار مهمی ارائه کرد که به نام کابل فیبر نوری دارای پوشش معروف شد. این در حالی بود که هیچ کدام از فیبرهایی که تا آن زمان تهیه می شدند، پوششی نداشتند. «ون هیل» یک فیبر برهنه از شیشه یا پلاستیک را با یک پوشش شفاف از ماده یی مخصوص پوشاند و با این کار از سطح انعکاس کلی در برابر آلودگی ها محافظت کرد و تا حد زیادی تداخل بین فیبرها را نیز از بین برد. تا سال ۱۹۶۰ از فیبرهای نوری پوشش دار با تضعیفی معادل یک دسی بل در هر متر استفاده می شد که برای کاربردهای پزشکی کاملاً مناسب بود ولی برای استفاده در ارتباطات به هیچ وجه مناسب نبود.
یک سال بعد «اسنیتزد» امریکایی توضیحی نظری در مورد فیبری منتشر کرد که هسته آن به حدی کوچک بود که می توانست نور را تنها با یک موج حمل کند. این پیشنهاد برای یک وسیله پزشکی که به جست وجو در داخل بدن انسان می پرداخت، مناسب به نظر می رسید، ولی مشکل مهمی که داشت این بود که افت نوری این فیبر بالا بود و در مسافت های بسیار طولانی و در ارتباطات راه دور قابل استفاده نبود. در سال ۱۹۶۴ یک دانشمند امریکایی دیگر نیاز به یک شکل خالص تر از شیشه را برای کمک به کاهش افت نوری فیبر، تشریح و در ضمن استاندارد افت نوری آن را نیز تعیین کرد. محققان شرکت corning glass در تابستان سال ۱۹۷۰ آزمایش های مهمی را انجام داده و ماده یی فوق العاده خالص با نقطه ذوب بالا و افت نوری مناسب پیدا کردند. آنها در نهایت سیم فیبرهای نوری یا همان «فیبرهای موج بر نوری» را ابداع کردند که توانایی آنها در حمل و نقل اطلاعات، ۶۵ هزار برابر سیم های مسی بود. اطلاعات از طریق این سیم ها توسط الگویی از امواج نوری حمل می شد که رمزگشایی آنها حتی در مقصدی که هزاران کیلومتر دورتر قرار داشت، به سادگی امکان پذیر بود.
کارشناسان این شرکت مشکل افت نوری را نیز حل کردند. آنها در اصل با استفاده از «تیتانیوم» در هسته فیبر، افت نوری را به حداقل رساندند. سرانجام دو سال بعد هم توانستند فیبر چندحالتی را با ناخالصی ژرمانیوم ابداع کنند که افت نوری آن به چهار دسی بل در هر کیلومتر می رسید و بسیار قدرتمندتر از فیبر مرکب با تیتانیوم بود. در سال ۱۹۷۳ فرآیندی شیمیایی با نام «رسوب سازی با بخار اصلاح شده» را برای تولید فیبر ابداع کردند. این فرآیند پیشگام تولید تجاری کابل های فیبر نوری است. در همان سال اولین ترافیک تلفنی زنده از طریق یک سیستم فیبر نوری که با سرعت شش مگابایت در ثانیه کار می کرد توسط شرکت General Sonic در کالیفرنیا نصب و آزمایش شد. سپس نمونه دیگری نیز در شهر شیکاگو مورد استفاده قرار گرفت. این در حالی است که هر زوج فیبر نوری می تواند اطلاعاتی معادل ۶۷۰ کانال صوتی را حمل کند.
امروزه بیش از ۸۰ درصد ترافیک اطلاعاتی و صوتی راه دور در جهان توسط کابل های فیبر نوری حمل می شود. موارد استفاده و تقاضا برای فیبر نوری به شدت افزایش یافته و کاربردهای بی شماری پیدا کرده است. نمونه یی از این کاربردها انتقال صدا یا تصویر به مسافت های زیاد است. شرکت های بین المللی و سازمان های دولتی نیز برای انتقال اطلاعات مالی و داده ها از فیبر نوری استفاده می کنند زیرا به سیستم های قابل اطمینان نیاز دارند.
شرکت های تلویزیونی کابلی نیز از فیبر برای تحویل سرویس های دیتا و ویدئوی دیجیتال استفاده می کنند. سیستم های ترابری هوشمند مانند بزرگراه های مجهز به چراغ های راهنمایی هوشمند از سیستم های سنجش از راه دور مبتنی بر فیبر نوری بهره می برند. عملکرد فیبر نوری نیز به این صورت است که مقدار نوری که می توان از طریق زاویه پذیرش خارجی به یک هسته تزریق کرد با کارایی فیبر نوری مورد نظر متناسب است، یعنی هرچه مقدار نور قابل تزریق به هسته بیشتر باشد، نور بیشتری به گیرنده خواهد رسید.
کابل های فیبر نوری از سه نوع ماده ساخته می شوند؛ کابل های شیشه یی، کابل های پلاستیکی و کابل های PCS Plastic Clad Silica)). کابل فیبر نوری شیشه یی دارای کمترین تضعیف است و گسترده ترین کاربرد را دارد. شیشه مورد استفاده در آن از جنس دی اکسید سیلیکون یا کوارتز گداخته فوق العاده شفاف است. در طول فرآیند ساخت آن ناخالصی هایی به شیشه خالص افزوده می شود. کابل فیبر نوری پلاستیکی نیز دارای بیشترین تضعیف و دارای هسته و پوسته پلاستیکی و نسبتاً ضخیم است. مهم ترین مزیت کابل های شیشه یی و پلاستیکی هزینه ساخت و بهره برداری آنهاست و مورد پسند آن دسته از افرادی است که با مشکلات بودجه یی مواجه اند. لازم به توضیح است این کابل ها فقط برای محیط های مخصوص قابل استفاده هستند زیرا به راحتی قابل اشتعال اند، البته قابلیت مقاومت بالایی نیز دارند.
کابل فیبر نوری PCS چیزی بین شیشه و پلاستیک است یعنی دارای یک هسته شیشه یی و یک پوسته پلاستیکی است و البته معایبی نیز دارد؛ به عنوان مثال در حلال های آلی حل نمی شود، در نتیجه میان نصب کنندگان لینک محبوبیتی ندارد و در هر نوع محیطی نیز قابل استفاده نیست. البته بهبودهایی نیز در وضعیت آن به وجود آمده است.هم اکنون به دلیل سرعت بالای انتقال نور از آن در زمینه های مختلف علم استفاده می شود که دامنه کاربردهای آن با پیشرفت دانش به شدت در حال گسترش است و در آینده یی نزدیک زمینه های مختلفی را دربر خواهد گرفت.
|
||||
|
||||
با تشکر از شما لینک شما درج گردید
خواهش می کنم