آپٽيڪل فائبر مواد ۾ جذب ​​جي نقصان جي تفصيلي وضاحت

آپٽيڪل فائبر ٺاهڻ لاءِ استعمال ٿيندڙ مواد روشني توانائي جذب ڪري سگهي ٿو. آپٽيڪل فائبر مواد ۾ ذرڙا روشني توانائي جذب ڪرڻ کان پوءِ، اهي وائبريشن ۽ گرمي پيدا ڪن ٿا، ۽ توانائي کي ختم ڪن ٿا، جنهن جي نتيجي ۾ جذب ​​نقصان ٿئي ٿو.هي مضمون آپٽيڪل فائبر مواد جي جذب نقصان جو تجزيو ڪندو.

اسان ڄاڻون ٿا ته مادو ايٽمن ۽ ماليڪيولن تي مشتمل آهي، ۽ ايٽم ايٽمي مرڪز ۽ غير نيوڪليئر اليڪٽرانن تي مشتمل آهن، جيڪي هڪ خاص مدار ۾ ايٽمي مرڪز جي چوڌاري گردش ڪن ٿا. اهو بلڪل ان ڌرتيءَ وانگر آهي جنهن تي اسين رهون ٿا، انهي سان گڏ وينس ۽ مريخ جهڙا سيارا، سڀ سج جي چوڌاري گردش ڪن ٿا. هر اليڪٽران ۾ توانائي جي هڪ خاص مقدار هوندي آهي ۽ اهو هڪ خاص مدار ۾ هوندو آهي، يا ٻين لفظن ۾، هر مدار ۾ هڪ خاص توانائي جي سطح هوندي آهي.

ايٽمي مرڪز جي ويجهو مداري توانائي جي سطح گهٽ هوندي آهي، جڏهن ته ايٽمي مرڪز کان پري مداري توانائي جي سطح وڌيڪ هوندي آهي.مدارن جي وچ ۾ توانائي جي سطح جي فرق جي شدت کي توانائي جي سطح جو فرق چئبو آهي. جڏهن اليڪٽران گهٽ توانائي جي سطح کان اعليٰ توانائي جي سطح ڏانهن منتقل ٿين ٿا، ته انهن کي لاڳاپيل توانائي جي سطح جي فرق تي توانائي جذب ڪرڻ جي ضرورت آهي.

آپٽيڪل فائبرز ۾، جڏهن هڪ خاص توانائي جي سطح تي اليڪٽران توانائي جي سطح جي فرق سان ملندڙ موج جي روشني سان شعاع ڪيا ويندا آهن، ته گهٽ توانائي واري مدار تي واقع اليڪٽران وڌيڪ توانائي جي سطحن سان مدار ڏانهن منتقل ٿي ويندا.هي اليڪٽران روشني توانائي جذب ڪري ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ روشني جذب ٿيڻ جو نقصان ٿئي ٿو.

آپٽيڪل فائبر ٺاهڻ لاءِ بنيادي مواد، سلڪون ڊاءِ آڪسائيڊ (SiO2)، پاڻ روشني جذب ڪري ٿو، هڪ کي الٽراوائليٽ جذب سڏيو ويندو آهي ۽ ٻيو انفراريڊ جذب سڏيو ويندو آهي. هن وقت، فائبر آپٽڪ ڪميونيڪيشن عام طور تي صرف 0.8-1.6 μm جي طول موج جي حد ۾ ڪم ڪري ٿو، تنهنڪري اسان صرف هن ڪم ڪندڙ علائقي ۾ نقصانن تي بحث ڪنداسين.

ڪوارٽز گلاس ۾ اليڪٽرانڪ منتقلي ذريعي پيدا ٿيندڙ جذب جي چوٽي الٽراوائليٽ علائقي ۾ 0.1-0.2 μm طول موج جي لڳ ڀڳ آهي. جيئن جيئن طول موج وڌندي آهي، ان جو جذب بتدريج گهٽجي ويندو آهي، پر متاثر ٿيل علائقو وسيع هوندو آهي، جيڪو 1 μm کان مٿي طول موج تائين پهچي ويندو آهي. تنهن هوندي به، UV جذب جو انفراريڊ علائقي ۾ ڪم ڪندڙ ڪوارٽز آپٽيڪل فائبر تي ٿورو اثر پوندو آهي. مثال طور، 0.6 μm جي طول موج تي نظر ايندڙ روشني واري علائقي ۾، الٽراوائليٽ جذب 1dB/ڪلوميٽر تائين پهچي سگهي ٿو، جيڪو 0.8 μm جي طول موج تي 0.2-0.3dB/ڪلوميٽر تائين گهٽجي ويندو آهي، ۽ 1.2 μm جي طول موج تي صرف 0.1dB/ڪلوميٽر.

ڪوارٽز فائبر جو انفراريڊ جذب نقصان انفراريڊ علائقي ۾ مواد جي ماليڪيولر وائبريشن ذريعي پيدا ٿئي ٿو. 2 μm کان مٿي فريڪوئنسي بينڊ ۾ ڪيتريون ئي وائبريشن جذب چوٽيون آهن. آپٽيڪل فائبر ۾ مختلف ڊوپنگ عنصرن جي اثر جي ڪري، ڪوارٽز فائبر لاءِ 2 μm کان مٿي فريڪوئنسي بينڊ ۾ گهٽ نقصان واري ونڊو هجڻ ناممڪن آهي. 1.85 μm جي موج جي ڊيگهه تي نظرياتي حد نقصان ldB/km آهي.تحقيق ذريعي، اهو پڻ معلوم ٿيو ته ڪوارٽز شيشي ۾ ڪجهه "تباهيندڙ ماليڪيول" آهن جيڪي مصيبت پيدا ڪن ٿا، خاص طور تي نقصانڪار منتقلي ڌاتو جي نجاست جهڙوڪ ٽامي، لوهه، ڪروميم، مينگنيز، وغيره. اهي "ولن" لالچ سان روشني جي روشني هيٺ روشني توانائي جذب ڪن ٿا، ٽپو ڏين ٿا ۽ چوڌاري ٽپو ڏين ٿا، جنهن جي ڪري روشني توانائي جو نقصان ٿئي ٿو. "مشڪل پيدا ڪندڙن" کي ختم ڪرڻ ۽ آپٽيڪل فائبر ٺاهڻ لاءِ استعمال ٿيندڙ مواد کي ڪيميائي طور تي صاف ڪرڻ سان نقصان کي تمام گهڻو گهٽائي سگهجي ٿو.

ڪوارٽز آپٽيڪل فائبر ۾ هڪ ٻيو جذب ذريعو هائيڊروڪسائيڊ (OH -) مرحلو آهي. اهو مليو آهي ته هائيڊروڪسائيڊ فائبر جي ڪم ڪندڙ بينڊ ۾ ٽي جذب چوٽيون آهن، جيڪي 0.95 μm، 1.24 μm، ۽ 1.38 μm آهن. انهن مان، 1.38 μm جي طول موج تي جذب نقصان سڀ کان وڌيڪ سخت آهي ۽ فائبر تي سڀ کان وڏو اثر وجهي ٿو. 1.38 μm جي طول موج تي، صرف 0.0001 جي مواد سان هائيڊروڪسائيڊ آئنز پاران پيدا ٿيندڙ جذب چوٽي نقصان 33dB/km جيترو وڌيڪ آهي.

هي هائيڊرو آڪسائيڊ آئن ڪٿان اچن ٿا؟ هائيڊرو آڪسائيڊ آئن جا ڪيترائي ذريعا آهن. پهرين، آپٽيڪل فائبر ٺاهڻ لاءِ استعمال ٿيندڙ مواد ۾ نمي ۽ هائيڊرو آڪسائيڊ مرکبات هوندا آهن، جن کي خام مال جي صفائي جي عمل دوران هٽائڻ ڏکيو هوندو آهي ۽ آخرڪار آپٽيڪل فائبر ۾ هائيڊرو آڪسائيڊ آئن جي صورت ۾ رهندا آهن؛ ٻيو، آپٽيڪل فائبر جي پيداوار ۾ استعمال ٿيندڙ هائيڊروجن ۽ آڪسيجن مرکبات ۾ نمي جي ٿوري مقدار هوندي آهي؛ ٽيون، ڪيميائي رد عمل جي ڪري آپٽيڪل فائبر جي پيداوار جي عمل دوران پاڻي پيدا ٿيندو آهي؛ چوٿون اهو آهي ته ٻاهرين هوا جو داخل ٿيڻ پاڻي جي بخارات آڻيندو آهي. بهرحال، پيداوار جو عمل هاڻي هڪ وڏي سطح تي ترقي ڪري چڪو آهي، ۽ هائيڊرو آڪسائيڊ آئن جي مواد کي ڪافي گهٽ سطح تي گهٽائي ڇڏيو ويو آهي ته آپٽيڪل فائبر تي ان جي اثر کي نظرانداز ڪري سگهجي ٿو.