همانطور که میدانید فیبر نوری امروزه به یک تکنولوژی پرکاربرد برای کابران تبدیل شده است که کاربرد فیبر نوری در زمینه های مختلف ، اهمیت این تکنولوژی را نشان می دهد. چرا که قابلیت انعطاف پذیری دارد که قادر به استفاده در داخل کابل هم امکان پذیر است . و اینکه طراحی فیبر نوری به گونه ای است که امکان ارتباط گیری در مسافت های طولانی را دارد .که از طریق فیبر و با استفاده از تجهیزات فیبر نوری میتوانید نور را با سرعت و کیفیت بالا منتقل کنید . شاید برای شما سوال پیش آید که فیبر نوری چیست ؟ در پاسخ به این سول باید گفت که فیبر نوری همانند یک رشته باریک و بلند و تشکیل شده از ماده ای مانند : شیشه به نام سیلیکا است که نور را از یک طرف وارد و از طرف دیگر خارج میکند . در ادامه مطالب به طور کلی به فیبر نوری و همچنین کاربرد فیبر نوری میپردازیم .
فیبر نوری چیست؟
همانطور که گفته شد فیبر نوری یا همان تار نوری یک رشته باریک و بلند میباشد . و تشکیل شده از ماده ای به نام سیلیکا است که نور را از یک طرف کابل وارد و از سری دیگر کابل خارج میکند . و نکته ای که در این بخش حائز اهمیت است این است که در مقایسه با کابل های دیگر پهنای باند بالایی نیز دارد . و اینکه کابرد فیبر نوری در خطوط و شبکه هایی که مرتبط به شبکه است استفاده میشود . که به کاربر این قابلیت را میدهد تا داده های تصویری و صوتی و … را با پهنابی باندی مغادل 10 گیگابیت بر ثانیه را تجربه کنند.
تاریخچه فیبر نوری
از جمله اولین کسانیکه از نور برای اینکه اطلاعات را انتقال دهند استفاده کردند . اما با موانعی در جو مانند : گرد و خاک و دود و برف و بوران منجر شد تا در منتشر کردن اطلاعات با نور دچار مشکلاتی شوند . اما با گذر زمان و پس از چندین دهه طرحی با عنوان گذر دادن نور از لوله و کانال پیشنهاد شد .که در آخر دو نفر به نام های کاکا و کوکهام انگلیسی برای محیط انتشار شیشه را مطرح نموده و با سرعتی معادل 100 مگابیت را در نظر داشته اما این مورد هم نیز سرعت انتقال با تضعیف زیاد انرژ را به همراه داشته است . که یک شرکت آمریکایی به نام کورنینگ گلس فیبر نوری مورد نیاز را کشف کرد . که امروزه فیبر نوری کاربردهای بسیاری را به همراه دارد که در ادامه به کاربرد فیبر نوری خواهیم پرداخت .
بخش های مختلف فیبر نوری
- فیبر نوری تشکیل شده از سه بخش مختلف به صورت زیر است :
هسته (core) : هسته یک شی نازک به صورت شیشه ای است که در مرکز فیبر سیگنالهای نوری را به حرکت در می آورد. - روکش (cladding) : کاربرد روکش این است که دور تا دور هسته را در بر گرفته و باعث منعکس شدن نور در هسته میشود و همچنین از بخش های خارجی فیبر نوری میباشد .
- بافر رویه (Buffer coating) : بافر روکش پلاستیکی در برابر عوامل آسیب پذیر مانند : رطوبت باد و گرد و خاک جلوگیری میکند . و تشکیل شده از روکش پلاستیکی میباشد .
فناوری ساخت فیبر های نوری
در وهله اول با تولید فیبر نوری در میله های شیشه ای مانند که از جنس سیلیکت ساخته شده است . و سپس با کشیده شدن میله در یک فرآیند یه فیبر تیدیل میشود .
کابل‌های Navigation & Sensing
کاربرد این نوع از کابلها برای ناوبری ها و سنجش استفاده میشود . و همچنین کاربرد دیگر این کابل ها در پلتفرم ابزارهای نظامی هم میباشد. به عنوان مثال برای ساخت : ژیروسکوپ‌های فیبر نوری هواپیما، موشک‌ها، وسایل و تجهیزات زمینی نظامی، تجهیزات هوایی بدون سرنشین یا پهپاد مورد استفاده قرار میگیرد .
کاربرد فیبر نوری و تشخیص نور و محدوده LIDAR
این نوع از کابلها دارای یک لیزر پالسی برای اندازه گیری خاصیت نورهای پراکنده و همچنین اندازه گیری های فاصله با سرعت های بالا و چرخش مناسب و همچنین تشخیص ترکیب شیمیایی از راه دور کاربرد دارد .و اینکه در این نوع از کابل ها که از ماژول استفاده میکنند از دیگر راهکارها برای تقویت کردن تسلیحات نظامی و قدرت دفاعی میباشد .
کابل سیستم‌های تسلیحاتی
کاربرد این نوع از کابل ها برای سکوهای نصب زمینی دریایی و هوایی در هنگام شلیک های ایمن نیز استفاده میشود . که از طریق یک قرقره سیم پیچی شده برای ایجاد یک مسیر برای داده است .
کاربرد فیبر نوری در حسگرها
از کاربرد فیبر نوری میتوان به استفاده از فیبر نوری در سنجش های راه دور نیز اشاره کرد . که میتوان از فیبر نوری در حسگرها هم استفاده کرد . به منظور استفاده از فیبر نوری در حسگرها باید گفت که حسگرهای بسیاری وجود دارد که میتواند نور را در طول موج های مختلف در طول یک فیبر ترکیب کرد . و اینکه دلیل استفاده از نور در حسگر ها این است که برای اندازه گیری کمیت های فیزیکی میتوان استفاده کرد .کمیت های فیزیکی در ادامه گفته خواهد شد :
- جریان الکتریکی
- تشعشعات پرتو های گاما و ایکس فشار
- حرارت
- سطح مایعات
- میدان مغناطیسی
- جا به جایی
- آلودگی آب های دریا
- کاربرد فیبر نوری در پزشکی
کاربرد فیبر نوری در صنایع نظامی
از دیگر کاربرد های فیبر نوری استفاده در صنایع نظامی میباشد . شاید سوالی برای شما پیش آید که از فیبر نوری در صنایع نظامی در چه زمینه هایی کاربرد دارد ؟ در پاسخ به این سوال باید گفت که کاربرد فیبر نوری در زمینه های دفاعی و نظامی است که از نیروی انتظامی تا نیرهای دریایی و ارتش از آن استفاده میکنند . که از جمله کاربرد فیبر نوری در حسگر ها برای ناوبری و سنجش و نظارت سیستم های تسلیحاتی از راه دور مانند : هدف‌گیری غیر خطی، پهنای باند بی‌نظیر، سرعت عملکرد بالا برای سربازان را دارا است.
کاربرد فیبر نوری در روشنایی
از جمله کاربردهای دیگر فیبر نوری در زمینه روشنایی است که در چند دهه اخیر پیشرفت های چشمگیری را نیز داشته است.نحوه عملکرد فیبر نوری در این تکنولوژی به این صورت است که یک منبع نوری طبیعی مانند خورشید یا یک منبع نوری مصنوعی مانند لامپ های الکترونیکی وارده فیبر نوری شده و سپس به محل مصرف انتقال می یابد .که با کمک این وسیله قادر به انتقال نور به هر نقطه ای که تحت تابش نور قرار نمیگیرد وجود دارد . و از جمله مزیت های مهم این تکنولوژی باید گفت که که نور انتقال داده شده بدون تشعشعات ماورا بنفش انتقال می یابد .
کاربرد فیبر نوری در مخابرات
کاربرد فیبر نوری در مخابرات منجر به کیفیت و سرعت بالا در سیستم های تلفنی و مخابراتی میشود . که انتقال صورت را با سرعت بالایی انجام میشود . با توجه به اختراع فیبر نوری که باعث شده است تا آشکارسازهای نوری و لیزرهای حالت جامد منجر به ایجاد تحول در زمینه های ارتباطاتی از راه دور شده است که کاربرد فیبر نوری را به یک روش انتقال از راه دور تبدیل نموده است . که یکی از رایج ترین کاربرد فیبر نوری می باشد که در منازلی فیبر نوری دارند از مودم فیبر نوری برای اینرنت پر سرعت استفاده می شود.
کاربرد فیبر نوری در شبکه
از جمله اصلی ترین کاربرد های فیبر نوری در شبکه است که کاربرد آن در زمینه شبکه های کامپیوتری است . چرا که با استفاده از آن میتوان اطلاعات را تا 10 برابر به تقویت و بازسازی نیاز کمتری دارند . و اگر بخواهیم با کابل های مسی مقایسه کنیم باید بگوییم که کابل های مسی تذاخلی ندارند چرا که فتون های فیبر نوری به یکدیگر ایزوله میباشند .
کاربرد فیبر نوری در تلویزیون ها
از دیگر کاربرد فبر نوری در تلوزیون میباشد. نحوه عملکرد فیبر نوری در تلوزیون به این صورت است که برای انتقال سیگنالهای کابل مورد استفاده قرار میگیرد. که باعث میشود تا کابلها در هنگام انتقال سیگنالها با کیفیت و سرعت بالایی انجام شود . چرا که دارای پهنای باند بالایی میباشد . و نسبت به کیفیت بالاییکه از سیم هاییمسی دارند قیمت مقرون به صرفه ای هم دارند .
کاربرد فیبر نوری در پزشکی
از دیگر کاربرد های مهم فیبر نوری در پزشکی است . این کابل ها به اینصورت کاربرد دارند که در تشخیص بیماریها کمک به سزایی نیز میکنند. که محققان با کشف یک تکنولوژی با استفاده از فیبر نوری میتوان بیماریها را تشخیص داد . که با استفاده از فیبر نوری در این تکنولوژی میتوان برخی از تومورها و همچنین برخی از زخم ها را التیام داد . که این تکنولوژی با عنوان ((فتوشیمیایی بافت)) شناخته شده است. ضخامت رشته های فیبر نوری نازک است و که منجر شده انعطاف پذیر باشد . و در زمینه پزشکی برای تشخیص بیماریها در درون بدن انسان مانند : آندوسکوپی معده و مری و … کاربرد بسیاری داشته باشد.
کاربرد فیبر نوری در ساختمان
از دیگر کاربردهای فیبر نوری میتوان به استفاده در ساختمان نیز اشاره کرد . شاید برایتان سوال باشد که از فیبر نوری چه استفاده ای می شود ؟ د رپاسخ به این سوال باید گفت که به دلیل ظرافت و قابلیت بالا در ستون ها و همچنین پایه های ساختمانی استفاده میشود. و همچنین کاربرد دیگر فیبر نوری در ساختمان این است که به عنوان حسگر فیبر نوری مالتی پلکسی برای اینکه بتوان سازه های بتنی را نظاره کرد استفاده میشود . یکی از روش هایی که با فیبر نوری انجام میشود . روش تشخیص آسیب ها و تعیین مشخصاتی برای سازه هاست . منظور از سازه ها این است که پل ها و توربین های بادی و تونل ها با کمک فیبر نوری آسیب های وارد شده در این دسته از سازه های حیاتی را تشخیص میدهد . که میتوان گفت این گونه از تشخیص آسیب ها در سازه ها یک روش ارزیابی غیر مخرب است که با کمک حسگرهای اتصالی یا تعبیه شده استفاده میشود . و به طور کلی باید گفت که یک سنسور موجود در فیبر نوری قادر به فهمیدن تعداد ترک های موجود در بتن میباشد و اینکه دو سنسور موجود دیگر در فیبر نوری میتواند میزان رطوبت های موجود را در سازه های بتنی ساختمان را شناسایی کند . در ادامه مطالب به کاربردهای دیگر فیبر نوری در ساختمان اشاره خواهیم کرد :
- کمک به جمع‌آوری داده‌ها
- انتقال داده‌ها از طریق سیم و کابل فیبر نوری
- پردازش دیجیتال برای حذف اثرات ناخواسته مثل نویزها
- کمک به ذخیره و استفاده سریع داده‌ها
کاربرد فیبر نوری در خودرو و صنعت خودروسازی
طراحی فیبر نوری به گونه ای میباشد که توانایی تبدیل به ابزار منتخبی در صنعت خودرو سازی باشد . چرا که فیبر نوری دارای ویژگی های ایده آلی از نظر روشنایی و ارتباطات و همچنین نیازهای سنجش در این صنعت باعث شده تا کاربرد بسیاری داشته باشد . و بیشترین کاربرد فیبر نوری در صنعت خودروسازی بیشتر در کاربردهای روشنایی است . و باید گفت در چند دهه اخیر شرکت های خودرویی اروپایی از این فناوری برای روشنایی اتومبیل های لوکس شروع به استفاده کرده اند . چرا که در انتقال نور ایمنی بالایی دارد و دسترسی آسانی به منابع نور و آزادی در خلاقیت و همچنین دارای طراحی سیستم میباشد .
