Օպտիկական թելք

Օպտիկական թելք^[1], օպտիկական մանրաթել — օպտիկականորեն թափանցիկ նյութից (ապակուց, պլաստմասսից) պատրաստված թել, որն օգտագործվում է լույսն իր ներսում լրիվ ներքին անդրադարձման միջոցով տեղափոխելու համար, շատ ավելի բարակ է, քան մարդու մազը^[2]։

Օպտիկական թելքերի փունջ

Անձնակազմը տեղադրում է 432 թելքից բաղկացած թելքաօպտիկական մալուխ Մահեթենում, Նյու Յորք

TOSLINK օպտիկական աուդիո թելքը

Թելքաօպտիկական փոխկապակցման տուփ: Միամոդ թելքեր են դեղին գույն ունեցողները, բազմամոդ՝ նարնջագույնները և երկնագույնները

Օպտիկական թելքը դիէլեկտրիկ ուղղորդող միջոց է, որը նախատեսված է էլեկտրամագնիսական ալիքներն օպտիկական և ինֆրակարմիր տիրույթներում ուղղորդելու համար։ Օպտիկական թելքն ունի կոաքսիալ կառուցվածք և բաղկացած է միջուկից, երեսպատումից և առաջնային ակրիլատային ծածկույթից և բնութագրվում է բեկման ցուցիչի պրոֆիլով։

Թելքային օպտիկան^[3][4][5] կիրառական գիտության և մեքենաշինության բաժին է, որը նկարագրում է նման թելքերը։ Օպտիկական թելքերի վրա հիմնված մալուխները (թելքաօպտիկական մալուխ) օգտագործվում են թելքաօպտիկական հաղորդակցության մեջ, ինչը թույլ է տալիս տեղեկություններ փոխանցել ավելի մեծ հեռավորությունների վրա և տվյալների փոխանցման ավելի բարձր արագությամբ, քան էլեկտրոնային կապի միջոցներով։ Որոշ դեպքերում դրանք օգտագործվում են նաև տվիչներ ստեղծելու համար։

Օպտիկական թելքերն օգտագործվում են մետաղական լարերի փոխարեն, քանի որ ազդանշանները տեղափոխելով մեծ հեռավորությունների վրա, ունենում են փոքր կորուստներ։ Բացի այդ, թելքերը նաև անտարբեր են էլեկտրամագնիսական խանգարումների նկատմամբ, ինչը մետաղական լարերի համար խոչընդոտ է^[6][7]։ Օպտիկական թելքերը նաև օգտագործվում են լուսավորման համար, և միավորված են փնջերում, այնպես որ նրանք կարող են օգտագործվել պատկեր տեղափոխելու համար։ Դա թույլ է տալիս դիտել փակ տարածքները, ինչպես թելքաօպտիկական դիտակի դեպքում^[8]։ Հատուկ մշակված թելքերն ունեն բազում այլ կիրառություններ, ինչպիսիք են թելքաօպտիկական տվիչները և լազերները^[9][10]։

Պատմություն

Ջրի շիթով լույսի տարածումը առաջին անգամ նկարագրել է Դանիել Կոլադոնը՝ 1842 թ.-ի «Լուսային ճառագայթի բեկումը պարաբոլական հետագիծ ունեցող ջրի շիթում» հոդվածում: Նկարում պատկերված է ավելի ուշ տպագրված հոդվածից օրինակ (Կոլադոն, 1884):

Լուսային փնջի տարածման ուղղորդումը լույսի բազմակի բեկումների շնորհիվ առաջին անգամ ցույց է տրվել Դանիել Կոլադոնի և Ժակ Բաբինի կողմից 1840-ականների սկզբում, Փարիզում։ Ջոն Տինդալը 12 տարի անց ներառել է այս երևույթը իրեն հանրային ցուցադրություններում^[11]։ Տինդալը նաև գրել է լրիվ ներքին մանդրադարձումների հատկությունների մասին լույսի բնույթի մասին ներածական գրքում՝1870 թվականին։

Ֆոտոնային բյուրեղների ոլորտի զարգացումը հնարավոր դարձրեց ֆոտոնա-բյուրեղային լուսատարների ստեղծումը^[12], որտեղ լույսի ճառագայթը տեղափոխվում է պարբերական կառուցվածքում լույսի դիֆրակցիայի, այլ ոչ թե լրիվ ներքին անդրադարձումների միջոցով։ Առաջին ֆոտոնա-բյուրեղային լուսատարները հայտնվեցին վաճառքում 2000 թվականին^[13]։ Նրանք կարող են ավելի մեծ էներգիա տեղափոխել, քան սովորական թելքերը և նրանց պարամետրերը, որոնք կախված են անցնող լույսի ալիքի երկարությունից, կարելի է կառավարել, այդպիսով օգտագործումը ավելի հարմար դարձնելով։

Կիրառություններ

Կապ

Օպտիկական թելքերը կարող են օգտագործվել որպես հեռահաղորդակցության և համակարգչային ցանցերի ստեղծման համար միջոց՝ շնորհիվ իրենց ճկունության և սովորական մալուխների պես փնջերով միավորման։ Սա հատկապես ձեռնտու է մեծ հեռավորությունների վրա կապի համար, քանի որ լույսը տարածվում է լուսատարների միջով փոքր կլանումով՝ ի տարբերություն էլեկտրականության մալուխների։ Սա թույլ է տալիս մեծ տարածությունների վրա օգտագործել ավելի քիչ կրկնասարքեր։

Աշխատանքի սկզբունքը

Ակնարկ օպտիկական թելքի աշխատանքի սկզբունքի մասին

Օպտիկական թելքը գլանաձև կառուցվածքով դիէլեկտրիկ ալիքատար է, որը տեղափոխում է լույսն իր առանցքի երկայնքով՝ շնորհիվ լրիվ ներքին անդրադարձման: Թելքը բաղկացած է միջուկից, որը շրջապատված է արտաքին պաշտպանիչ շապիկով. երկուսն էլ պատրաստված են դիէլեկտրիկ նյութերից^[14]։ Որպեսզի օպտիկական ազդանշանը մնա կենտրոնում, անհրաժեշտ է ավելի մեծ բեկման ցուցիչ ունեցող միջուկ, քան ունի պաշտպանիչ շերտը։ Միջուկի և պաշտպանիչ շերտի միջև սահմանը կարող է լինել աստիճանական կամ կտրուկ։

Ծանոթագրություններ

1. «Ռուս-հայերեն պոլիտեխնիկական բառարան, Զ.Ա. Հացագործյան, Ա.Հ. Դարբինյան, Ն.Գ. Հովումյան, Գ.Հ. Սրվանձտյան». www.nayiri.com. Վերցված է 2022 թ․ փետրվարի 20-ին.
2. «Optical Fiber». www.thefoa.org. The Fiber Optic Association. Վերցված է 2015 թ․ ապրիլի 17-ին.
3. «Էջ:Հայկական Սովետական Հանրագիտարան (Soviet Armenian Encyclopedia) 12.djvu/558 — Վիքիդարան». hy.wikisource.org. Վերցված է 2022 թ․ փետրվարի 20-ին.
4. «Ռուս-հայերեն պոլիտեխնիկական բառարան, Զ.Ա. Հացագործյան, Ա.Հ. Դարբինյան, Ն.Գ. Հովումյան, Գ.Հ. Սրվանձտյան - оптика». www.nayiri.com. Վերցված է 2022 թ․ փետրվարի 20-ին.
5. «Արխիվացված պատճենը». isma.polytechnic.am. Արխիվացված է օրիգինալից 2022 թ․ փետրվարի 20-ին. Վերցված է 2022 թ․ փետրվարի 20-ին.
6. Senior, John M.; Jamro, M. Yousif (2009). Optical fiber communications: principles and practice. Pearson Education. Վերցված է 2015 թ․ ապրիլի 17-ին.
7. Optical fiber communications: principles and practice pp 7-9
8. «Birth of Fiberscopes». www.olympus-global.com. Olympus Corporation. Վերցված է 2015 թ․ ապրիլի 17-ին.
9. Lee, Byoungho (2003). «Review of the present status of optical fiber sensors». Optical Fiber Technology. 9 (2): 57–79. doi:10.1016/s1068-5200(02)00527-8.
10. «Հայկական Հանրագիտարան». www.encyclopedia.am. Վերցված է 2022 թ․ փետրվարի 20-ին.
11. Bates, Regis J (2001). Optical Switching and Networking Handbook. New York: McGraw-Hill. էջ 10. ISBN 0-07-137356-X.
12. Russell, Philip (2003). «Photonic Crystal Fibers». Science. 299 (5605): 358–62. Bibcode:2003Sci...299..358R. doi:10.1126/science.1079280. PMID 12532007.
13. «The History of Crystal fiber A/S». Crystal Fiber A/S. Արխիվացված է օրիգինալից 2001 թ․ հուլիսի 23-ին. Վերցված է 2008 թ․ հոկտեմբերի 22-ին.
14. Paschotta, Rüdiger. «Fibers». Encyclopedia of Laser Physics and Technology. RP Photonics. Վերցված է 2015 թ․ փետրվարի 22-ին.