ফাইবার অপটিক তারগুলি কি উপাদান দিয়ে তৈরি? একটি সম্পূর্ণ গাইড

The Core Materials Inside a Fiber Optic Cable

ফাইবার অপটিক তারের প্রাথমিকভাবে তৈরি করা হয় সিলিকা গ্লাস (SiO₂) , সিলিকন ডাই অক্সাইডের একটি অত্যন্ত বিশুদ্ধ রূপ। This glass forms the two innermost layers of every optical fiber: the মূল এবং ক্ল্যাডিং . কোর হল কেন্দ্রীয় স্ট্র্যান্ড যার মধ্য দিয়ে আলো পরিভ্রমণ করে, যখন ক্ল্যাডিং এর চারপাশে একটু কম প্রতিসরণ সূচক দিয়ে আলোকে সীমাবদ্ধ রাখে যাকে বলা হয় মোট অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন।

ফাইবার অপটিক্সে ব্যবহৃত গ্লাস সাধারণ জানালার কাচের চেয়ে অনেক বেশি বিশুদ্ধ। স্ট্যান্ডার্ড সিলিকা গ্লাসে এমন অমেধ্য রয়েছে যা মিটার দূরত্বে আলো ছড়িয়ে দেয় বা শোষণ করে। ফাইবার-গ্রেড সিলিকা, এর বিপরীতে, কম হিসাবে ক্ষয় করার হার অর্জন করে 0.2 dB/কিমি , পরিবর্ধনের প্রয়োজন হওয়ার আগে সংকেতগুলিকে দশ কিলোমিটার ভ্রমণ করতে সক্ষম করে৷

কিছু অ্যাপ্লিকেশনে - বিশেষ করে স্বল্প-পরিসরের বা ভোক্তা-গ্রেড তারগুলি - মূলটি তৈরি হয় প্লাস্টিক অপটিক্যাল ফাইবার (POF) , সাধারণত পলিমিথাইল মেথাক্রাইলেট (PMMA)। প্লাস্টিক ফাইবার আরও নমনীয় এবং বন্ধ করার জন্য কম ব্যয়বহুল, যদিও এটি উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর সংকেত ক্ষতি বহন করে (প্রায় 100-200 ডিবি/কিমি), এটি 100 মিটারের নিচে দূরত্বে সীমাবদ্ধ করে।

প্রতিরক্ষামূলক স্তর: আবরণ, বাফার এবং জ্যাকেট

বেয়ার গ্লাস ফাইবার ভঙ্গুর। যান্ত্রিক স্থায়িত্ব এবং পরিবেশগত প্রতিরোধ নিশ্চিত করতে প্রতিরক্ষামূলক স্তরগুলির একটি সিরিজ এটিকে আবদ্ধ করে:

• অ্যাক্রিলেট আবরণ — প্রথম স্তরটি গ্লাস ফাইবার আঁকার সাথে সাথেই প্রয়োগ করা হয়। এই UV-নিরাময় পলিমার আবরণ (সাধারণত 250 µm ব্যাস) অপটিক্যাল কর্মক্ষমতা প্রভাবিত না করে মাইক্রোবেন্ডিং এবং আর্দ্রতা শোষণ থেকে রক্ষা করে।
• Tight buffer or loose tube — অ্যাক্রিলেট-কোটেড ফাইবার হয় শক্তভাবে পিভিসি বা নাইলন বাফারে (টাইট-বাফার ডিজাইন) বা ঢিলেঢালাভাবে একটি জেল-ভরা প্লাস্টিকের টিউবের (লুজ-টিউব ডিজাইন) ভিতরে রাখা হয়। আলগা-টিউব নির্মাণ বহিরঙ্গন তারের জন্য আদর্শ কারণ এটি প্রসার্য চাপ এবং তাপমাত্রার ওঠানামা থেকে ফাইবারকে বিচ্ছিন্ন করে।
• শক্তি সদস্য — অ্যারামিড ফাইবার (কেভলারের মতো বাণিজ্য নামে বিক্রি হয়) বা ফাইবারগ্লাস রডগুলি বোনা হয় বা তারের ভিতরে অনুদৈর্ঘ্যভাবে স্থাপন করা হয় যাতে ইনস্টলেশনের সময় টেনসিল লোড শোষণ করে, গ্লাস ফাইবারকে প্রসারিত বা ভাঙতে বাধা দেয়।
• বাইরের জ্যাকেট - চূড়ান্ত খাপ সাধারণত তৈরি করা হয় পলিথিন (PE) বহিরঙ্গন তারের জন্য বা পিভিসি / এলএসজেডএইচ (লো স্মোক জিরো হ্যালোজেন) গৃহমধ্যস্থ ব্যবহারের জন্য যৌগ. বিল্ডিং কোডগুলিতে LSZH উপকরণগুলির ক্রমবর্ধমান প্রয়োজন হয় কারণ আগুনের সংস্পর্শে এলে তারা ন্যূনতম বিষাক্ত গ্যাস নির্গত করে।

সাঁজোয়া তারগুলি ইঁদুর প্রতিরোধের জন্য জ্যাকেটের নীচে একটি ঢেউতোলা ইস্পাত বা অ্যালুমিনিয়াম টেপ স্তর যুক্ত করে এবং সরাসরি সমাধি বা শিল্প পরিবেশে ক্রাশ সুরক্ষার জন্য।

গ্লাস বনাম প্লাস্টিক: কিভাবে উপাদানের পছন্দ কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে

তৃতীয় বিভাগ- হার্ড-ক্ল্যাড সিলিকা (HCS) ফাইবার -একটি শক্ত প্লাস্টিকের ক্ল্যাডিং সহ একটি গ্লাস কোর ব্যবহার করে। এটি অল-গ্লাস এবং সমস্ত-প্লাস্টিকের ডিজাইনের মধ্যে ব্যবধান পূরণ করে, যা POF-এর তুলনায় কম ক্ষতির প্রস্তাব দেয় যখন স্ট্যান্ডার্ড একক-মোড গ্লাস ফাইবারের চেয়ে বড় বেন্ড রেডিআই সহ্য করে। এইচসিএস ফাইবার চিকিৎসা এবং সেন্সিং যন্ত্রে সাধারণ।

স্পেশালিটি ডোপ্যান্টস যা সূক্ষ্ম-টিউন অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য

বিশুদ্ধ সিলিকা পুরো গল্প নয়। নির্মাতারা প্রতিসরণকারী সূচক প্রোফাইল নিয়ন্ত্রণ করতে কোর বা ক্ল্যাডিং গ্লাসে ডোপান্ট পদার্থের ছোট ঘনত্ব প্রবর্তন করে—এবং সেইজন্য আলো কীভাবে প্রচার করে:

• জার্মেনিয়াম ডাই অক্সাইড (GeO₂) — ক্ল্যাডিংয়ের সাথে সম্পর্কিত এর প্রতিসরাঙ্ক সূচক বাড়াতে কোরে যুক্ত করা হয়েছে। GeO₂ ডোপিং একক-মোড এবং মাল্টিমোড টেলিকম ফাইবার উভয় ক্ষেত্রেই আদর্শ।
• ফ্লোরিন (F) বা বোরন ট্রাইঅক্সাইড (B₂O₃) — প্রতিসরণকারী সূচক হ্রাস করে এবং ক্ল্যাডিং বা ডিপ্রেসড-ক্ল্যাডিং একক-মোড ডিজাইনে ব্যবহৃত হয় যা কাটঅফ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কর্মক্ষমতা উন্নত করে।
• Erbium (Er³⁺) — Erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs) গ্লাস ম্যাট্রিক্সে এর্বিয়াম আয়নগুলিকে একত্রিত করে। যখন একটি 980 এনএম লেজারের সাথে পাম্প করা হয়, তখন এর্বিয়াম অপটিক্যাল ডোমেনে সরাসরি 1550 এনএম সংকেতগুলিকে প্রশস্ত করে- যা দীর্ঘ দূরত্বের WDM ট্রান্সমিশন সিস্টেমের ভিত্তি।
• ফসফরাস পেন্টক্সাইড (P₂O₅) — প্রতিসরণকারী সূচক বাড়ায় এবং কাচের স্থানান্তর তাপমাত্রা কমায়, ফাইবারকে বিভক্ত করা সহজ করে এবং নিম্ন তাপমাত্রায় ফিউজ-প্রক্রিয়া করে।

রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD) উত্পাদন প্রক্রিয়ার সময় প্রয়োগ করা সুনির্দিষ্ট ডোপান্ট প্রোফাইল, সমাপ্ত ফাইবার এমন আচরণ করে কিনা তা নির্ধারণ করে একক-মোড (SMF) -সর্বোচ্চ ব্যান্ডউইথের জন্য একটি আলোর পথ নির্দেশ করা—বা মাল্টিমোড (এমএমএফ) - ছোট, কম খরচের লিঙ্কের জন্য অনেক পথ নির্দেশ করে।

কিভাবে উত্পাদন প্রক্রিয়া উপাদানের গুণমানকে আকার দেয়

ফাইবার অপটিক গ্লাসের ব্যতিক্রমী বিশুদ্ধতা প্রচলিত কাচ গলানোর পরিবর্তে বাষ্প-ফেজ জমার প্রক্রিয়ার মাধ্যমে অর্জন করা হয়। দুটি প্রভাবশালী পদ্ধতি হল:

• পরিবর্তিত রাসায়নিক বাষ্প জমা (MCVD) - ডোপান্ট-বোঝাই গ্যাসগুলি ঘূর্ণায়মান সিলিকা টিউবের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়। বাহ্যিক মশাল থেকে উত্তাপের ফলে গ্যাসগুলি বিক্রিয়া করে এবং অভ্যন্তরীণ দেয়ালে কাঁচের কালি জমা করে। টিউব তারপর একটি কঠিন preform রড মধ্যে ধ্বসে হয়.
• বাইরের বাষ্প জমা (OVD) — ঘূর্ণায়মান ম্যান্ড্রেলের বাইরের দিকে সট জমা হয়, একটি ছিদ্রযুক্ত প্রিফর্ম তৈরি করে যা পরে পরিষ্কার গ্লাসে sintered হয়। OVD is preferred for high-volume single-mode fiber production.

ফলস্বরূপ প্রিফর্ম-সাধারণত 1-2 মিটার লম্বা এবং 10-15 সেমি ব্যাস হয়- তাহলে আঁকা 2,000 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে তাপমাত্রায় একটি ফাইবার-ড্রয়িং টাওয়ারে। প্রিফর্মটি নরম হয়ে যায় এবং প্রতি মিনিটে 2,000 মিটারের বেশি অঙ্কন গতিতে মাত্র 125 µm ব্যাস (মানুষের চুলের প্রস্থ) একটি অবিচ্ছিন্ন ফাইবার স্ট্র্যান্ডে টানা হয়। ইনলাইন পরিমাপ সিস্টেমগুলি ফাইবার স্পুল করার আগে ব্যাস, আবরণের ঘনত্ব এবং রিয়েল টাইমে অ্যাটেন্যুয়েশন যাচাই করে।

এই শক্তভাবে নিয়ন্ত্রিত ম্যানুফ্যাকচারিং চেইন - কাঁচা SiCl₄ পূর্ববর্তী গ্যাস থেকে ফিনিশড কেবল পর্যন্ত - যা ফাইবার অপটিক গ্লাসকে অর্জন করতে দেয় অসাধারণ অপটিক্যাল স্বচ্ছতা যে কোন প্রচলিত উপাদান মেলে না.