1. Optik Fiberlerin Yapısı
Birfiber optik(OF), ışığı yönlendirmek için kullanılan şeffaf bir dielektrik fiberdir. Pratik bir optik fiber, genellikle üç katmana bölünmüş birden fazla şeffaf ortam katmanından oluşur:
Çekirdek: Fiberin merkezinde yer alır (çap 5~80μm), yüksek-saflıkta silikadan oluşur ve kırılma indeksini (n1) arttırmak için az miktarda katkı maddesiyle (örn., germanyum dioksit, fosfor pentoksit) katkılanır. İletişim fiberleri için çekirdek çapı 5~10μm (tek-modlu fiber) veya 50~80μm (çoklu-modlu fiber)'dir.
Kaplama: Çekirdeği çevreleyen (çap ~125μm), yüksek-saflıkta silikadan ve az miktarda katkı maddesinden (örneğin boron trioksit) oluşur; kırılma indeksini (n2), çekirdekten biraz daha düşük olarak azaltması amaçlanır. Kaplama tek-katmanlı veya çok-katmanlı olabilir.
Kaplama: Koruyucu bir işlev gören en dış katman (akrilat, silikon kauçuk veya naylondan yapılmıştır). Bir birincil kaplama ve bir ikincil kaplama (ceket) içerir. Kaplama sonrasında elyafın dış çapı yaklaşık 1,5 cm olur.
2. Optik Fiberlerin Sınıflandırılması
Optik fiberler için 4 ana sınıflandırma yöntemi vardır; ayrıca bileşimlerine göre de sınıflandırılabilirler (örneğin, silika lifleri, florür-içeren lifler, plastik lifler, vb.).
(1) Fiber Kesitinin Kırılma İndisi Profiline Göre Sınıflandırma-
BölünmüşAdım İndeksi Fiberi (SIF)VeKademeli İndeks Fiber (GIF).
Adım İndeksi Fiber: Çekirdek ve kaplamanın kırılma indisleri tekdüzedir (sırasıyla \\(n_1\\) ve \\(n_2\\) ile gösterilir), çekirdek ve kaplama arasındaki arayüzde bir adım değişikliği vardır. Kırılma indisi profili şu şekilde ifade edilir:
Bu, çok-modlu fiberlerde yavaş yavaş yerini kademeli indeks fiberlere bırakan eski bir fiber yapısıydı, ancak tek-modlu fiberlerde ana akım yapı olarak yeniden ilgi görmeye başladı.
Kademeli İndeks Fiber: Çekirdek eksenindeki (n1) kırılma indisi en büyüğüdür, radyal yön boyunca kademeli olarak azalır (parabolik bir yasaya göre) ve çekirdek-kılıf arayüzünde kaplama kırılma indisine (n2) düşer; kaplamanın kırılma indisi eşittir(n2)
Kırılma indisi profili şu şekilde ifade edilir:
Burada: g kırılma indisi profil üssüdür; (a1) çekirdek yarıçapıdır; (Delta) bağıl kırılma indisi farkıdır
Özellik: Çoklu-modlu fiberlerdeki modal dağılımı azaltır ve iletim kapasitesini artırır.
(2) Yayılım Modu Sayısına Göre Sınıflandırma
BölünmüşÇok-Modlu Fiber (MMF)VeTek Modlu Fiber (SMF).
Çok-Modlu Fiber: Belirli bir çalışma dalga boyu için fiberde birden fazla iletim modu mevcuttur. Enine-kesitin kırılma indisi profili tek tip (adım-indeksli çoklu-mod) olabilir veya tekdüze olmayan{-(dereceli-indeksli çoklu-mod) olabilir. Özellikler: Zayıf iletim özellikleri, dar bant genişliği, küçük iletim kapasitesi.
Tek Modlu Fiber: Belirli bir çalışma dalga boyu için, fiberde yalnızca bir iletim modu (temel mod) bulunur ve modlar arası gecikme farkı yoktur. Özellikler: Bant genişliği çok- modlu fiberlerden çok daha büyüktür, yüksek- hızlı iletim için uygundur.
(3) Çalışma Dalgaboyuna Göre Sınıflandırma
BölünmüşKısa-Dalga Boylu LiflerVeUzun-Dalga Boylu Lifler.
Kısa-Dalga Boylu Lifler: Dalga boyu 0,6~0,9μm (tipik değer 0,85μm), eski bir üründür ve artık nadiren kullanılmaktadır.
Uzun-Dalga Boylu Lifler: Dalga boyu 1,0~2,0μm (tipik değerler 1,31μm, 1,55μm). Bu bantta silika fiberler düşük zayıflamaya ve küçük malzeme dağılımına sahiptir. Özellikler: Düşük zayıflama, geniş bant genişliği, uzun-mesafeli, büyük- kapasiteli iletişim için uygundur.
(4) Ceketleme Tipine Göre Sınıflandırma
BölünmüşSıkı-Tamponlanmış LiflerVeGevşek-Tüp Lifleri.
Sıkı-Tamponlanmış Lifler: İkincil ve üçüncül kaplamalar birincil kaplamaya, çekirdeğe ve kaplamaya sıkı bir şekilde bağlanır. Dezavantaj: Ceketleme sonrasında sıcaklık özellikleri düşer (mantolama malzemesi yüksek bir genleşme katsayısına sahiptir; düşük-sıcaklık büzülmesi fiberin mikro bükülmesine neden olarak zayıflamayı artırır).
Gevşek-Tüp Lifleri: Ön-kaplanmış fiber, ikincil veya üçüncül kaplama olmaksızın plastik bir tüp içine gevşek bir şekilde yerleştirilir.Avantajları: Basit üretim süreci; giderek daha yaygın olarak kullanılan sıkı-tamponlu fiberlere göre daha iyi zayıflama-sıcaklık özellikleri ve mekanik özellikler.
