32.Жарықөткізгіш(оптикалық талшық) арқылы сәулелік тарату теориясы
Талшық өзекшеден және қабықшадан тұрады; Қабықша талшықтың жарықтасушы бөлігі болып табылатын оптикалық тығызырақ өзекшені қоршайды.
Жарықтың талшық бойымен таралуын екі ортаның шекарасынан жарықтың толық ішкі шағылуымен түсіндіруге болады. Бұл Снеллиустың жарықтың сыну заңынан туындайды: n1sin θ1 = n2sin θ2,
n1 – 1-ортаның сыну көрсеткіші;
θ1 – орта шекараларына жарық түсу бұрышы;
n2 – 2-ортаның сыну көрсеткіші;
θ2 – 2-ортада жарықтың сыну бұрышы.
3.сурет Сатылы профильді көп модалы оптикалық талшықтағы сәулелер жолы
n1 және n2 -өзекше мен қабықшаға қатысты сыну көрсеткіштері
Формалдық есептеуді сатылы талшық үшін өткізу ыңғайлы. Қабықшаға қарағанда оптикалық өзекше тығыз орта (n1>n2) болғандықтан, түсу критикалық бұрышы θc - ішкі шекараға түсу бұрышы бар, мұнда сынған сәуле (θ2=90°) орталардың шекарасын бойлай жүреді. Снеллиус заңынан осы критикалық түсу бұрышын оңай табуға болады: θc=arcsin(n2/n1).
Егер де түсу бұрышы критикалық бұрыштан үлкен болса (1-сәуле), онда шекарадан әр шағылысқан сайын, толық ішкі шағылу әсерінен барлық энергия қайтадан өзекшеге оралады. Траекториялары толығымен оптикалық аса тығыз ортада жатқан сәулелерді бағыттаушы сәулелер деп аталады. Бағыттаушы сәулелердің энергиясы сырта шашырамағандықтан бұндай сәулелер үлкен қашықтықтарға тарай алады және оптикалық сигналдардың талшық бойымен таралуын қамтамасыз етеді.
Ал егер түсу бұрышы критикалық бұрыштан кіші болса (2-сәуле), онда әрбір ішкі шағылысуда энергия бөлігі сынған сәуле түрінде сыртқа шашырайды, аяғында бұл жарықтың өшуіне алып келеді.
Сәулелену толқынының ұзындығымен катар, жарықтың талшыққа таралуына әсер ететін негізгі факторларға мыналар жатады: а) талшықтың геометриялық параметрлері; б) өшулік; в) дисперсия.
Талшықтың геометриялық параметрлері. Талшықтың геометриялық параметрлері келесілер: сыну көрсеткіштерінің салыстырмалы айырмасы; сандық апертура; нормаланған жиілік; модалар номенклатурасы; модалар саны.
33. Жарықөткізгіш арқылы толқындық тарату теориясы
ОК
басты элементі талщықты жарық өткізгіш
болып табылады. Өте жіңішке шыны
талшықтан, цилиндірлік формада. Талшықты
жарық өткізгіш екіқабатты конструкциялы
және өзекшемен артүрлі оптикалық
көрсеткішті қабаттардан тұрады.(сыну
корсеткіші
)
Өзекше-электромагниттік энергияны беру
үшін қолданылады. өзекше мен қабықша
кварцтан жасалынады, ал жамылғысы
полимерлерден жасалады. Оптикалық
кабельдер жай кабельдермен салыстырғанда
басқа механизммен жұмыс істейді- оларда
ығысу тоғы қолданылады, солардың
негізінде радиотарату жүзеге асырылады.
ОК радиотаратудан басты айырмашылығы
толқындар еркін жан-жаққа берілмейді,
жарықөткізгіштің ішінің көлемінде
концентрацияланады және берілген
бағытта жіберіледі.
талшықты оптикалық байланыс
Жарықөткізгіште толқынды беру өзекше мен қабықшадан шағылысу нәтежиесінде жүзеге асады, олар әр түрлі сыну көрсеткіштерін корсетеді. Бұл шағылысулар шекаралары- металл-диэлектрик, диэлектрик-диэлектрик болуы мүмкін. Оптикалық кабельде берілетін информация-Лазерлік сәуле болып табылады. Жарықөткізгіштерде толқындық таралу жоғарғы жиілікті диапазонда беріледі.
Оптикалық-талшық негізіндегі байланыс жүйедері электромагнитті бөгеуілдерге қарсы тұра алады. Оптикалық талшық-жіп (жила) (core) деп аталатын өте жіңішке шыны цилиндр, қабық деп аталатын жіптен өзгеше сыну коэффициенті бар шыны қабатымен жабылған. Кейде оптикалық талшықты пластикадан жасайды. Пластикті пайдалану оңай, бірақ ол шыны оптикалық талшықпен салыстырғанда жарық импульстарын аз қашықтыққа береді.
Оптикалық талшықты кабельмен беру электрлік бөгеуілдерге ұшырамайды және өте жоғары жылдамдықта жүргізіледі (осы уақытта 100 Мбит/с дейін, теориалылық мүмкін жылдамдық – 200 Мбит/с). Онымен жарық импульстерін көптеген километрлерге беруге болады.
Егер мәліметтерді өте жоғары жылдамдықпен үлкен ара қашықтарға және сенімді орта бойынша жөнелту жоспарланып отырса, оптикалық талшықты кабельді пайдалану керек.