معرفی انواع فیبر نوری از نظر ساختار

همانطور که پیشتر نیز گفته شد فیبرهای نوری از نظر ساختار به دو دسته مولتی مود و سینگل مود تقسیم بندی می گردند که در این مقاله می خواهیم آن ها را معرفی کرده و ساختار آن ها را بررسی بیشتری نماییم. در این مقاله جزئیات بیشتری را در مورد این دو نوع از فیبر می خوانید.

فیبری که هسته بزرگی دارد میتواند صدها مورد از این مودها را پشتیبانی کند. (multimode)

این نوع از فیبر، که تحت عنوان Step index شناخته می شود، با یک مشکل محدود کننده پهنای باند به نام modal dispersion مواجه است. این مساله یعنی اشعه های نور ، یا مودها، در زمان پخش می شوند و در زمانهای مختلف به انتهای مسیر می رسند. مودهایی که یک مسیر مستقیم را طی میکنند قبل از مودهایی که یک مسیر طولانی را طی میکنند – یعنی آنهایی که مدام از دیواره های به دیواره دیگر برخورد کرده و بازتاب می شوند – به انتها میرسند. برای حل این مساله باید ضریب بازتاب هسته فیبر را تغییر داد. هرچه ضریب بازتاب یک رسانه بیشتر باشد سرعت نور در آن کمتر خواهد بود. بنابراین ما برای انتقال دیتا از فیبرهای مالتی مود که با عنوان graded index شناخته می شوند استفاده می کنیم که در آنها ضریب شکست در مرکز هسته بیشترین مقدار را دارد و هرچه به لایه بیرونی نزدیکتر شود کاهش می یابد.

 

طرز کار فیبر singlemode یا monomode متفاوت است. فیبر singlemode یک فیبر step index است، اما قطر هسته آن خیلی کوچکتر از یک فیبر multimode است. قطر هسته فیبر multimode معمولا 50 یا 62.5 میکرومتر است. در حالیکه قطر هسته فیبر singlemode، در حدود 8 تا 10 میکرومتر است. این موضوع باعث می شود که از میان اشعه هایی با طول موج بالاتر از یک مقدار خاص، فقط یک مد در هسته انتشار یابد. به این دلیل به آن singlemode گفته می شود. از انجایی که فیبر singlemode با مساله modal dispersion مواجه نیست، پهنای باند بسیار بزرگتری نسبت به multimode دارد. طول موجی که فیبر singlemode در آن کار میکند طول موج cut-off نامیده می شود و معمولا در حدود 1250 نانومتر است. شکل  بالا اندازه های نسبی سه نوع فیبر نوری که در انتقال دیتا استفاده می شود را نشان می دهد.

دو فیبر اول در شکل 4.9، به ترتیب از نظر قطر هسته و قطر روکش (cladding) خاص هستند. واحد اندازه ها میکرومتر است. به فیبر singlemode، 8/125 نیز گفته می شود. بعد از اینکه فیبر ساخته می شود فورا یک روکش پلاستیکی روی روکش شیشه های (glass cladding) کشیده می شود تا قطر آن را تا 250 میکرومتر افزایش دهد. به این فیبر primary coated گفته می شود.