Fiberoptik 3
Bu ay fiber optik konusunun son bölümününde malzeme yayılması, dalga kılavuzu yayılması, zayıflama, saçılma ve absorblama, mikrobent kayıpları konuları yer alıyor. Örnek basit bir devre ile de isterseniz fiberoptik bir alıçı verici yapabilirsiniz.
Merhaba bu ay fiber optik konusunun son bölümününe değineceğiz kısaca malzeme yayılması, dalga kılavuzu yayılması, zayıflama, saçılma ve absorblama, mikrobent kayıpları ve son olarak örnek basit bir devre vereceğim devre görünüşte basit ama fiber kablo ve konnektörler pahalı olduğu için biraz daha düşünmelisiniz zira elinizde kalan malzemeleri başka bir devrede kullanma sansınız yok. Devre semasını uzun zaman önce internetten buldum ama tam yerini hatırlayamadığım için kaynak olarak gösteremiyorum.
Malzeme yayılması.
Farklı dalga boyları (renkler) fiber nüvesi içerisinde farklı hızlarda hareket eder ancak farklı ortamlarda da ortama göre de farklı hızlarda hareket eder ışık hızının malzeme(nüve)içerisindeki hızı hem nüve malzemesine hem de ışığın dalga boyuna bağlıdır malzeme özelliğinden kaynaklanan yayılmaya bu nedenle malzeme yayılması denir bir kaynak normalde tek bir dalga boyunda ışık yaymaz bir çok dalga boyundan ışık yayabilir bu dalga boyları aralığı spektral genişlik olarak tanımlanabilir spektral genişlik ledler için 35nm lazer için 2-3 nm dir örnekten de anlaşılacağı gibi kullanılan kaynak lazer ise malzeme yayılması çok daha az olur örneğin lazer kaynağımız 850nm de çalışmasını istiyoruz kaynak 848 nm ile 851 nm arasında bir spektral çerçevede çalısır 848nm deki sinyaller (kırmızımsı) 851 nm deki sinyallerden daha hızlı hareket edecektir ancak lede göre çok daha az bir yayılma ortaya çıkar.
ZAYIFLAMA SAÇILMA ve ABSORBLAMA
Zayıflama ışık fiber içerisinde yol alırken meydana gelen güç kaybıdır dB/km olarak olcülür plastik fiberler için 300dB/km tek modlu cam fiberler için 0,21dB/km civarındadır ancak ışının dalga boyu ile de ilgilidir aşağıdaki grafik bu durumu gösterir
Zayıflama en fazla olduğu bölgeler 730-950 nm ve 1250-1380nm bölgeleridir bu bölgelerde çalışmamak daha avantajlı olur zayıflama iki sebepten dolayı olur saçılma ve absorblama bunları inceleyecek olursak;
SAÇILMA: isminden de belli olduğu gibi saçılma gelen ışının yabancı bir maddeye çapmasıyla oluşan dağılma ve ışık kaybıdır her ne kadar birinci bölümde fiber camının çok saf olduğunu iddia ettiysek de dünyada saf madde olmadığı gibi saf camda yoktur zaten bu bahsettiğimiz olayda molekül düzeyinde olduğu için kısa mesafeler için atlanabilir bir ayrıntı sayılabilir işin biraz daha detayına inersek saçılma uzun dalga boyundaki ışınlarda çok daha küçük bir etkiye sahiptir matematiksel olarak saçılma dalga boyunun 4.kuvvetinin tersi ile orantılı olduğundan kısa dalga boyundan uzun dalga boylarına geçildikçe hızla azalır ama asla sıfır olmaz.
SAÇILMA:
820nm de :2,5db
1300nm de :0,24db
1550nm de :0,012db gibi değerlerde seyreder
ABSORBLAMA: bu olayda saçılmayla aynı nedenden oluşur temel farklılık saçılmada ışığın dağılması seklinde bir bozuklukken bu olayda ışığın sönümlenmesi söz konusudur fiber içindeki yabancı maddeler (örn: kobalt,bakır krom) absorblamaya neden olur kayıpların düşük olması için bu maddelerin fiberde milyarda bir düzeyinde olmalıdır.
MİKROBENT KAYIPLARI
Mikrobent kayıpları kablonun çeşitli sebeplerden bükülmesinden dolayı oluşur eğer ciddi boyutlarda bir bükülme varsa ışının tamamen yok olması söz konusu olabilir bu nedenle fiber kablolar genelde çok katmanlı korumalı imal edilir
Devre hakkında anlaşılmaz bir şey olduğunu sanmıyorum devreyi yapmak isterseniz tek modlu bir fiber kablo kullanmalısınız ancak konnektor bulmakta ve montajda zorluk çekebilirsiniz devrenin ışık kaynağı led olduğunu hesaplarınıza katmalısınız bu özellikle bant genişliğini etkileyecektir
Kolay gelsin…
REŞAT ŞEKER
Teşekkür ve kaynaklar
Fotoğrafları çekmemdeki yardımlarından dolayı aziz dostum Serkan Akbay'a teşekkur ederim.
Kaynaklar: Bilim teknik dergisi sayı 397, Murat Arı ders notları (hocam olur kendileri) ve devre semasını aldığım adresini hatırlayamadığım yabancı kaynaklı site.
