بخشی از مقاله
چکیده :
فیبر نوری به عنوان رسانه مخابراتی،سریع ترین رسانه است و دارای پهنای باند وسیع و افت کمتر و همچنین برای خطـوط ارتبـاطی راه دور مـورد اسـتفاده قرار می گیرد. فیبرهای نوری همانند همه محیط های مادی دارای مشخصات تضعیف است. ولی این تضعیف با دقت در مواد بکار رفته در جنس فیبر نـوری و انتخاب پرروفایل های ضرایب شکست مناسب (Graded index - Step index) به حداقل رسیده است. تضعیف در طول موج های مختلـف متفـاوت اسـت که در طول موج های 1300 و 1550 نانومتر تلفات کمترین مقدار را داراست امروزه ضریب تضعیف فیبرهای نوری بـه 0,2 dB/km رسـیده اسـت . آهنـگ تغییرات تضعیف فیبر نوری در فیبرهای هم نوع یکسان بوده و بر اساس فاصله سنجیده میشود . هدف این مقاله استفاده از المان ارسال ، دیود لیزری پیوسـته و دریافت نوری فتو دتکتور به همراه فیبر نوری جهت بررسی مشخصات تعضیف فیبر نوری با پروفایل step index واز نوع SM در طول موج و طول هـای متفاوت با استفاده از شبیه ساز Opti System می باشد .
کلمات کلیدی : فیبر نوری ،ضریب تضعیف ، فیبر تک مد ،دیود لیزری ، شبیهساز Opti System
- 1 مقدمه :
بعد از اختراع لیزر ، ایده بکارگیری فیبرنوری برای انتقال اطلاعات شکل گرفت خبر ساخت اولین فیبرنوری با تضعیفی برابر با1000 dB/km اعلام شد که عملا" در انتقال اطلاعات مخابراتی قابل استفاده نبود تا اینکه با کوشش فراوان محققین تلفات فیبر نوری تولیدی شدیدا کاهش داده شد .کار تحقیق در جهت کاهش تلفات ادامه یافت تا تا به امروز که تلفات فیبر به حد تئوری، یعنی در طول موجهای 1,3 و 1,55 میکرومتر به ترتیب به 0,3 dB/km و 0,2 dB/km رسیده است . [1 -2 ] فیبر نوری یکی از بهترین فناوریهایی که انسان تاکنون به آن دست یافته است .از فیبر نوری بهمنظور ارسال سیگنالهای نوری در مسافتهای طولانی استفاده میشود صنعت امروزی انتقال توان انرژی بالا، زمینه جدیدی را در کاربردهای پردازش ماده توسط لیزر ایجاد کرده است، معمولاً بهترین گزینه برای انتقال نور لیزر، فیبرهای نوری هستند. [ 3 ] استفاده از لیزرهای توان بالا مسائل مربوط به خود را دارد که از آن جمله می توان به نوع فیبر کاربردی و مقاومت مواد فیبر و آستانه آسیب و همچنین بررسی محل اتصال آن به خروجی لیزر اشاره کرد . آستانه آسیب را می توان با افزایش طول موج لیزر بالا برد. [4 ] همچنین آستانه آسیب بستگی زیادی به آماده سازی سطح نوک فیبر دارد . با کمی دقت در آماده کردن سطح فیبر، می توان آستانه آسیب را افزایش داد . در محل اتصال پرتو لیزر به فیبر، با کاهش چگالی توان می توان از تخریب فیبر ممانعت کرد . انتخاب نوع عدسی
به کار گرفته شده جهت تزویج کارامد نور لیزر و بهینه سازی انتقال در محل اتصال نیز از اهمیت خاصی برخوردار است به طور کلی فاکتور هایی مثل
قطر مغزی، جنس ماده مغزی و غلاف و گشودگی عددی برای فیبر و انرژی هر پالس، طول پالس، قطر پرتو و واگرایی آن برای لیزر دارای اهمیت هستند [5] که از این بین گشودگی عددی فیبر و ضریب شکست محل اتصال، جزء اصلی ترین پارامترها محسوب می شوند. لیزرها بر اساس آهنگ خروج انرژی از آنها به دو دسته پیوسته و پالسی تقسیم میشوند. نور لیزرهای پیوسته، بطور پیوسته گسیل میشود، ولی نور لیزرهای پالسی در زمانهای کوتاه که به این زمان ، دوام پالس گفته میشود ارائه میگردد . آهنگ تغییرات تضعیف فیبر نوری در فیبرهای هم نوع یکسان بوده و بر اساس فاصله سنجیده میشود و از فرمول زیر تبعیت میکند. اگر در رابطه تضعیف ( توان دریافت) را 1 میلی وات در نظر بگیریم واحد دسی بل به واحد dBm تبدیل میشود .
- 2 مواد و روش :
1 - 2 ساختار سیستم :
×اولین همایش ملی پیشرفت های تکنولوژی در مهندسی برق، الکترونیک و کامپیوتر
First National Conference of Technology Developments on Electronical, Electronics and Computer Engineering×
. . . W W W . T D E C O N F . I R . . .
از نرم افزار Opti System برای طراحی مشخصات تضعیف استفاده شده است . برای شبیه سازی شماتیک مورد نظر به المان دیود لیزری پیوسته 1CW ، فتودتکتور2 ، فیبر نوری 3، کابل نوری ، اندازه گیر توان نوری 4، آنالایزر طیف نوری5 نیاز داریم . در قسمت ذیل به طور مختصر به تشریح عناصر بکار رفته در سیستم مورد طراحی می پردازیم .
شکل - 1 شماتیک سیستم مورد طراحی
منبع نوری : CW
آرایه ای سازگار با سیستم 6WDM و نیز نرخ لیزرینگ قابل کنترل و قابل اندازه گیری در نرم افزار
اندازه گیر توان نوری :
نمایش دهنده توان نوری در واحدهای mWatt ، dBm
آنالایزر طیف نوری :
نمایش دهنده سیگنال نوری مدوله شده در حوزه فرکانس
کابل نوری :
به طور کلی در شبکه های فیبر نوری ، معمولا از سه نوع کابل استفاده می شود [6 ] که عبارتند از : کابل فیبر نوری پلاستیکی 7، کابل فیبر نوری شیشه ای 8، و کابل فیبر نوری با پوشش پلیمر سخت 9
فتودکتور :
