अप्टिकल फाइबर निर्माण गर्न प्रयोग गरिने सामग्रीले प्रकाश ऊर्जा अवशोषित गर्न सक्छ। अप्टिकल फाइबर सामग्रीमा भएका कणहरूले प्रकाश ऊर्जा अवशोषित गरेपछि, तिनीहरूले कम्पन र ताप उत्पादन गर्छन्, र ऊर्जालाई नष्ट गर्छन्, जसको परिणामस्वरूप अवशोषण हानि हुन्छ।यस लेखले अप्टिकल फाइबर सामग्रीहरूको अवशोषण हानिको विश्लेषण गर्नेछ।
हामीलाई थाहा छ कि पदार्थ परमाणु र अणुहरू मिलेर बनेको हुन्छ, र परमाणुहरू परमाणु केन्द्रक र बाह्य न्यूक्लियर इलेक्ट्रोनहरू मिलेर बनेको हुन्छ, जुन एक निश्चित कक्षामा परमाणु केन्द्रकको वरिपरि घुम्छ। यो हामी बस्ने पृथ्वी जस्तै हो, साथै शुक्र र मंगल जस्ता ग्रहहरू सबै सूर्यको वरिपरि घुम्छन्। प्रत्येक इलेक्ट्रोनमा निश्चित मात्रामा ऊर्जा हुन्छ र यो एक निश्चित कक्षामा हुन्छ, वा अर्को शब्दमा, प्रत्येक कक्षामा निश्चित ऊर्जा स्तर हुन्छ।
आणविक केन्द्रकको नजिक रहेको कक्षीय ऊर्जा स्तर कम हुन्छ, जबकि आणविक केन्द्रकबाट टाढा रहेको कक्षीय ऊर्जा स्तर बढी हुन्छ।कक्षाहरू बीचको ऊर्जा स्तर भिन्नताको परिमाणलाई ऊर्जा स्तर भिन्नता भनिन्छ। जब इलेक्ट्रोनहरू कम ऊर्जा स्तरबाट उच्च ऊर्जा स्तरमा संक्रमण गर्छन्, तिनीहरूले सम्बन्धित ऊर्जा स्तर भिन्नतामा ऊर्जा अवशोषित गर्न आवश्यक पर्दछ।
अप्टिकल फाइबरहरूमा, जब निश्चित ऊर्जा स्तरमा रहेका इलेक्ट्रोनहरूलाई ऊर्जा स्तरको भिन्नतासँग मिल्दो तरंगदैर्ध्यको प्रकाशले विकिरणित गरिन्छ, कम-ऊर्जा कक्षहरूमा अवस्थित इलेक्ट्रोनहरू उच्च ऊर्जा स्तर भएका कक्षहरूमा संक्रमण हुनेछन्।यो इलेक्ट्रोनले प्रकाश ऊर्जा अवशोषित गर्छ, जसले गर्दा प्रकाशको अवशोषणमा कमी आउँछ।
अप्टिकल फाइबर निर्माणको लागि आधारभूत सामग्री, सिलिकन डाइअक्साइड (SiO2), आफैंले प्रकाश अवशोषित गर्दछ, एउटालाई पराबैंगनी अवशोषण भनिन्छ र अर्कोलाई इन्फ्रारेड अवशोषण भनिन्छ। हाल, फाइबर अप्टिक संचार सामान्यतया ०.८-१.६ μm को तरंगदैर्ध्य दायरामा मात्र सञ्चालन हुन्छ, त्यसैले हामी यस कार्य क्षेत्रमा हुने हानिहरूको बारेमा मात्र छलफल गर्नेछौं।
क्वार्ट्ज गिलासमा इलेक्ट्रोनिक ट्रान्जिसनबाट उत्पन्न हुने अवशोषण शिखर पराबैंगनी क्षेत्रमा लगभग ०.१-०.२ μm तरंगदैर्ध्य हुन्छ। तरंगदैर्ध्य बढ्दै जाँदा, यसको अवशोषण बिस्तारै घट्छ, तर प्रभावित क्षेत्र फराकिलो हुन्छ, १ μm भन्दा माथि तरंगदैर्ध्यमा पुग्छ। यद्यपि, इन्फ्रारेड क्षेत्रमा सञ्चालन हुने क्वार्ट्ज अप्टिकल फाइबरहरूमा UV अवशोषणको कम प्रभाव पर्छ। उदाहरणका लागि, ०.६ μm को तरंगदैर्ध्यमा दृश्य प्रकाश क्षेत्रमा, पराबैंगनी अवशोषण १dB/km पुग्न सक्छ, जुन ०.८ μm को तरंगदैर्ध्यमा ०.२-०.३dB/km मा घट्छ, र १.२ μm को तरंगदैर्ध्यमा लगभग ०.१dB/km मात्र हुन्छ।
क्वार्ट्ज फाइबरको इन्फ्रारेड अवशोषण हानि इन्फ्रारेड क्षेत्रमा रहेको सामग्रीको आणविक कम्पनबाट उत्पन्न हुन्छ। २ μm माथिको फ्रिक्वेन्सी ब्यान्डमा धेरै कम्पन अवशोषण शिखरहरू छन्। अप्टिकल फाइबरहरूमा विभिन्न डोपिङ तत्वहरूको प्रभावको कारण, २ μm माथिको फ्रिक्वेन्सी ब्यान्डमा क्वार्ट्ज फाइबरहरूको लागि कम क्षति विन्डो हुनु असम्भव छ। १.८५ μm को तरंगदैर्ध्यमा सैद्धान्तिक सीमा क्षति ldB/km हो।अनुसन्धान मार्फत, यो पनि पत्ता लाग्यो कि क्वार्ट्ज गिलासमा समस्या निम्त्याउने केही "विनाशकारी अणुहरू" छन्, मुख्यतया तामा, फलाम, क्रोमियम, म्यांगनीज, आदि जस्ता हानिकारक संक्रमण धातु अशुद्धताहरू। यी 'खलनायकहरू' ले प्रकाशको प्रकाशमा लोभले प्रकाश ऊर्जा अवशोषित गर्छन्, हाम फाल्छन् र वरिपरि उफ्रन्छन्, जसले प्रकाश ऊर्जाको हानि निम्त्याउँछ। 'समस्या निम्त्याउनेहरू' लाई हटाउन र अप्टिकल फाइबरहरू निर्माण गर्न प्रयोग गरिने सामग्रीहरूलाई रासायनिक रूपमा शुद्ध गर्नाले क्षति धेरै कम गर्न सकिन्छ।
क्वार्ट्ज अप्टिकल फाइबरमा अर्को अवशोषण स्रोत हाइड्रोक्साइड (OH -) चरण हो। यो पत्ता लागेको छ कि हाइड्रोक्साइडको फाइबरको कार्य ब्यान्डमा तीन अवशोषण शिखरहरू छन्, जुन ०.९५ μ m, १.२४ μ m, र १.३८ μ m हुन्। ती मध्ये, १.३८ μ m को तरंगदैर्ध्यमा अवशोषण हानि सबैभन्दा गम्भीर हुन्छ र फाइबरमा सबैभन्दा ठूलो प्रभाव पार्छ। १.३८ μ m को तरंगदैर्ध्यमा, केवल ०.०००१ को सामग्री भएको हाइड्रोक्साइड आयनहरू द्वारा उत्पन्न अवशोषण शिखर हानि ३३dB/km जति उच्च हुन्छ।
यी हाइड्रोक्साइड आयनहरू कहाँबाट आउँछन्? हाइड्रोक्साइड आयनहरूका धेरै स्रोतहरू छन्। पहिलो, अप्टिकल फाइबरहरू निर्माण गर्न प्रयोग गरिने सामग्रीहरूमा ओसिलोपन र हाइड्रोक्साइड यौगिकहरू हुन्छन्, जुन कच्चा पदार्थ शुद्धीकरण प्रक्रियाको क्रममा हटाउन गाह्रो हुन्छ र अन्ततः अप्टिकल फाइबरहरूमा हाइड्रोक्साइड आयनहरूको रूपमा रहन्छ; दोस्रो, अप्टिकल फाइबरहरूको निर्माणमा प्रयोग हुने हाइड्रोजन र अक्सिजन यौगिकहरूमा थोरै मात्रामा ओसिलोपन हुन्छ; तेस्रो, रासायनिक प्रतिक्रियाहरूको कारण अप्टिकल फाइबरहरूको निर्माण प्रक्रियाको क्रममा पानी उत्पन्न हुन्छ; चौथो, बाह्य हावाको प्रवेशले पानीको वाष्प ल्याउँछ। यद्यपि, निर्माण प्रक्रिया अब पर्याप्त स्तरमा विकसित भएको छ, र हाइड्रोक्साइड आयनहरूको सामग्री पर्याप्त कम स्तरमा घटाइएको छ कि अप्टिकल फाइबरहरूमा यसको प्रभावलाई बेवास्ता गर्न सकिन्छ।
पोस्ट समय: अक्टोबर-२३-२०२५