การทําความเข้าใจความยาวคลื่นในใยแก้วนําแสง

Apr 15, 2021

ฝากข้อความ

ใยแก้วนําแสงเต็มไปด้วยศัพท์แสง แต่สิ่งสําคัญคือต้องเข้าใจมัน หนึ่งในคําที่สับสนมากขึ้นสําหรับหลาย ๆ คนคือ "ความยาวคลื่น" มันฟังดูเป็นวิทยาศาสตร์มาก แต่เป็นเพียงคําที่ใช้ในการกําหนดสิ่งที่เราคิดว่าเป็นสีของแสง
แสงเป็นส่วนหนึ่งของ "สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า" ซึ่งรวมถึงรังสีเอกซ์รังสีอัลตราไวโอเลตไมโครเวฟวิทยุทีวีโทรศัพท์มือถือและสัญญาณไร้สายอื่น ๆ ทั้งหมด พวกเขาเป็นเพียงรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าของความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน เราอ้างถึงช่วงของความยาวคลื่นของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสเปกตรัม


ความยาวคลื่นและความถี่มีความเกี่ยวข้องกันดังนั้นรังสีบางอย่างจะถูกระบุโดยความยาวคลื่นในขณะที่คนอื่น ๆ ถูกอ้างถึงโดยความถี่ของพวกเขา สําหรับรังสีของความยาวคลื่นที่สั้นกว่าแสงรังสียูวีและรังสีเอกซ์ตัวอย่างเช่นโดยทั่วไปเราอ้างถึงความยาวคลื่นของพวกเขาเพื่อระบุพวกเขาในขณะที่ความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นเช่นวิทยุทีวีและไมโครเวฟเราอ้างถึงความถี่ของพวกเขาwavelength


แน่นอนว่าแสงที่เราคุ้นเคยมากที่สุดคือแสงที่เราเห็นได้ ดวงตาของเราไวต่อแสงที่ความยาวคลื่นอยู่ในช่วงประมาณ 400 นาโนเมตร (พันล้านเมตร) ถึง 700 นาโนเมตรจากสีน้ําเงิน / สีม่วงเป็นสีแดง หากคุณสงสัยว่าทําไมนี่คือช่วงของสีที่เราเห็นมันเป็นเพราะมันเป็นภูมิภาคเดียวกับการส่งออกที่สว่างที่สุดของดวงอาทิตย์ กล่าวอีกนัยหนึ่งเราพัฒนาสายตาในช่วงสเปกตรัมของการส่งออกของดาวท้องถิ่นของเราค่อนข้างเป็นความคิดที่ดีจริง ๆ


สําหรับใยแก้วนําแสงที่มีเส้นใยแก้วเราใช้แสงในพื้นที่อินฟราเรดซึ่งมีความยาวคลื่นยาวกว่าแสงที่มองเห็นได้โดยทั่วไปประมาณ 850, 1300 และ 1550 นาโนเมตร ทําไมเราใช้อินฟราเรด? เนื่องจากการลดทอนของเส้นใยนั้นน้อยกว่าความยาวคลื่นเหล่านั้น การลดทอนใยแก้วนําแสงเกิดจากสองปัจจัยคือการดูดซึมและการกระเจิง การดูดซึมเกิดขึ้นในความยาวคลื่นเฉพาะหลายอย่างที่เรียกว่าแถบน้ําเนื่องจากการดูดซึมโดยนาทีปริมาณไอน้ําในแก้ว

Attenuationการกระเจิงเกิดจากแสงกระเด้งออกจากอะตอมหรือโมเลกุลในแก้ว มันเป็นหน้าที่ของความยาวคลื่นอย่างมากโดยมีความยาวคลื่นที่ยาวกว่ามีการกระเจิงต่ํากว่ามาก คุณเคยสงสัยไหมว่าทําไมท้องฟ้าถึงเป็นสีฟ้า? เพราะแสงจากดวงอาทิตย์กระจายอยู่ในสีฟ้ามากขึ้น


ความยาวคลื่นการส่งผ่านใยแก้วนําแสงจะถูกกําหนดโดยสองปัจจัย: ความยาวคลื่นอีกต่อไปในอินฟราเรดสําหรับการสูญเสียที่ต่ํากว่าในใยแก้วและที่ความยาวคลื่นซึ่งอยู่ระหว่างแถบการดูดซึม ดังนั้นความยาวคลื่นปกติคือ 850, 1300 และ 1550 นาโนเมตร โชคดีที่เรายังสามารถทําเครื่องส่งสัญญาณ (เลเซอร์หรือไฟ LED) และตัวรับสัญญาณ (photodetectors) ที่ความยาวคลื่นเหล่านี้โดยเฉพาะ


หากการลดทอนของเส้นใยน้อยกว่าที่ความยาวคลื่นอีกต่อไปทําไมเราไม่ใช้ความยาวคลื่นอีกต่อไป? ความยาวคลื่นอินฟราเรดเปลี่ยนระหว่างแสงและความร้อนเช่นคุณสามารถเห็นแสงสีแดงหมองคล้ําขององค์ประกอบความร้อนไฟฟ้าและรู้สึกถึงความร้อน ที่ความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นอุณหภูมิแวดล้อมจะกลายเป็นเสียงรบกวนพื้นหลังสัญญาณรบกวน และมีแถบน้ําที่สําคัญในอินฟราเรด

ใยแก้วนําแสงพลาสติก (POF) ทําจากวัสดุที่มีการดูดซึมต่ํากว่าที่ความยาวคลื่นที่สั้นกว่าดังนั้นแสงสีแดงที่ 650 นาโนเมตรมักใช้กับ POF แต่ที่การลดทอน 850 นาโนเมตรยังคงเป็นที่ยอมรับดังนั้นจึงอาจใช้เครื่องส่งสัญญาณใยแก้วความยาวคลื่นสั้น


เรามักจะหมายถึงความยาวคลื่นในใยแก้วนําแสง ความยาวคลื่นที่เราใช้สําหรับการส่งผ่านจะต้องเป็นความยาวคลื่นที่เราทดสอบสําหรับการสูญเสียในโรงงานสายเคเบิลของเรา มิเตอร์วัดกําลังของเราได้รับการปรับเทียบที่ความยาวคลื่นเหล่านั้นเพื่อให้เราสามารถทดสอบอุปกรณ์เครือข่ายที่เราติดตั้งได้


ความยาวคลื่นที่สําคัญสามช่วงสําหรับไฟเบอร์ออปติก 850, 1300 และ 1550 นาโนเมตรขับเคลื่อนทุกสิ่งที่เราออกแบบหรือทดสอบ NIST (สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติสหรัฐอเมริกา) ให้การสอบเทียบมิเตอร์วัดพลังงานที่ความยาวคลื่นทั้งสามนี้สําหรับใยแก้วนําแสง เส้นใยมัลติโหมดได้รับการออกแบบให้ทํางานที่ 850 และ 1300 นาโนเมตรในขณะที่เส้นใย singlemode เหมาะสําหรับ 1310 และ 1550 นาโนเมตร ความแตกต่างระหว่าง 1300 นาโนเมตรและ 1310 นาโนเมตรเป็นเพียงเรื่องของการประชุม, harking กลับไปยังวันที่ AT&T กําหนดศัพท์แสงใยแก้วนําแสงมากที่สุด. เลเซอร์ที่ 1310 นาโนเมตรและไฟ LED ที่ 1300 นาโนเมตรถูกนํามาใช้ในเส้นใย singlemode และมัลติโหมดตามลําดับ


ส่งคำถาม