فیبر نوری از چه ساخته شده | آشنایی با ساختار و اجزای فیبر نوری

فیبر نوری از چه ساخته شده؟ فیبر نوری یکی از مهم‌ترین فناوری‌های انتقال داده در دنیای امروز است که بستر ارتباطات پرسرعت را فراهم می‌کند. این فناوری از رشته‌های بسیار نازک شیشه‌ای یا پلاستیکی ساخته شده که به نام «تار نوری» شناخته می‌شوند و توانایی انتقال نور در مسافت‌های طولانی و با سرعت بسیار بالا را دارند. قطر هر تار فیبر نوری تقریباً به اندازه یک تار موی انسان است، اما قدرت و دقت آن در انتقال اطلاعات بی‌نظیر است. اجزای اصلی آن شامل هسته برای عبور نور، روکش برای بازتاب و هدایت پرتو، و پوشش محافظ برای جلوگیری از آسیب‌های فیزیکی است. بسته به نیاز، این فیبرها می‌توانند از شیشه سیلیکای خلوص بالا یا پلاستیک ویژه ساخته شوند و در دو نوع مهمِ ضریب شکست پله‌ای و ضریب شکست تدریجی تولید می‌شوند که هر کدام کاربردهای خاص خود را دارند. برای کسب اطلاعات بیشتر در ادامه مقاله با ما همراه باشید.

فیبر نوری از چه ساخته شده؟

مواد اصلی تشکیل‌دهنده فیبر نوری معمولاً شامل دو گروه اصلی هستند:

1. شیشه:

   بیشترین فیبرهای نوری از شیشه سیلیکا با خلوص بالا ساخته می‌شوند. این شیشه به دلیل شفافیت فوق‌العاده و قابلیت انتقال نور در مسافت‌های بسیار طولانی، گزینه اول برای مخابرات، اینترنت پرسرعت و شبکه‌های بین‌المللی است.

2. پلاستیک:

   نوع دیگری از فیبر نوری، فیبر نوری پلاستیکی یا POF است که از مواد پلیمری شفاف ساخته می‌شود. این نوع فیبر برای فواصل کوتاه‌تر و کاربردهایی مانند شبکه‌های خانگی، صنایع خودروسازی و تجهیزات الکترونیکی رایج است.

بیشتر بخوانید:

فیبر نوری بهتر است یا adsl

اجزای اصلی فیبر نوری و نقش هر یک

فیبر نوری فناوری پیشرفته‌ای است که به کمک آن داده‌ها نه از طریق جریان الکتریکی، بلکه به شکل پالس‌های نوری با سرعت بسیار بالا منتقل می‌شوند. این انتقال از طریق رشته‌هایی فوق‌العاده باریک از جنس شیشه یا پلاستیک انجام می‌گیرد که ضخامتی در حد یک تار موی انسان دارند. ساختار فیبر نوری از چند بخش کلیدی تشکیل شده که هر کدام وظیفه خاصی در کارایی و دوام آن ایفا می‌کنند. این اجزا عبارتند از: هسته (Core)، روکش (Cladding) و پوشش یا پوسته محافظ (Coating).

1. هسته (Core)

   • وظیفه: بخش مرکزی فیبر و مسیر اصلی عبور نور.
   • جنس: معمولاً از دی‌اکسید سیلیکون (شیشه سیلیکا) با خلوص بالا ساخته می‌شود تا شفافیت حداکثری و کمترین افت سیگنال را داشته باشد. در کاربردهای خاص، هسته ممکن است از پلاستیک شفاف (POF) ساخته شود.
   • ویژگی فنی:
     • در برخی کاربردها، برای کنترل دقیق ضریب شکست، مقدار کمی مواد ناخالص به شکل کنترل‌شده به شیشه اضافه می‌شود.
     • قطر هسته متناسب با نوع فیبر متفاوت است:
       • فیبرهای مخابراتی: 9، 50 یا 62.5 میکرون (Single-mode و Multi-mode).
       • فیبرهای پلاستیکی: معمولاً قطر بسیار بزرگ‌تر، مانند 980 میکرون، برای مسیرهای کوتاه (مثل شبکه‌های داخلی ساختمان یا خودرو).
   • کاربرد: هسته‌های شیشه‌ای برای مسافت‌های طولانی و ظرفیت بالا، هسته‌های پلاستیکی برای کاربردهای اقتصادی و کوتاه‌برد.

2. روکش (Cladding)

   • وظیفه: احاطه کردن هسته و ایجاد بازتاب داخلی کل (Total Internal Reflection) به‌منظور حفظ نور در مسیر هسته.
   • جنس: از همان جنس پایه هسته (شیشه سیلیکا بسیار خالص)، اما با ترکیب و ناخالصی متفاوت برای ایجاد ضریب شکست کمتر نسبت به هسته.
   • ویژگی فنی:
     • اختلاف ضریب شکست بین هسته و روکش در حدود ۱ درصد است (مثلاً ضریب شکست هسته 1.49 و روکش 1.47 در طول موج ۱۳۰۰ نانومتر).
     • تولید در قطرهای استاندارد، مانند 125 یا 140 میکرون، که متناسب با قطر هسته انتخاب می‌شود.
   • نکات خاص:
     • روکش علاوه بر نقش اپتیکی، به عنوان حفاظ اولیه هسته نیز عمل می‌کند.
     • معمولاً بین روکش و بافر یا پوشش بیرونی، از ژل مخصوص استفاده می‌شود که وظیفه آب‌بندی و جبران انبساط و انقباض حرارتی را دارد.

3. پوسته یا پوشش محافظ (Coating)

   • وظیفه: حفاظت مکانیکی فیبر نوری در برابر عوامل فیزیکی و محیطی مانند ضربه، خراش، رطوبت، شوک‌های حرارتی و فشار مکانیکی.
   • ویژگی فنی:
     • تأثیری در خواص نوری فیبر ندارد و صرفاً نقش حفاظتی ایفا می‌کند.
     • قطر کلی با پوشش، معمولاً بین 250 تا 500 میکرون است.
     • امکان استفاده از پوشش‌های رنگی برای شناسایی سریع فیبرها در کابل‌های چندتایی.
   • جنس: به‌طور معمول از آکریلات دو لایه ساخته می‌شود:
     1. لایه اولیه (نرم): چسبیده به روکش و انعطاف‌پذیر؛ برای جلوگیری از شکست در زمان خم‌شدن فیبر.
     2. لایه ثانویه (سخت): مقاوم‌تر و محافظ در برابر عوامل بیرونی.
   • محدودیت دمایی: آکریلات تا حدود 125°C مقاومت دارد؛ برای محیط‌های با دمای بالاتر از پوشش‌های تخصصی‌تر استفاده می‌شود.

انواع فیبر نوری بر اساس جنس مواد تشکیل‌دهنده

خلاصه مطلب