|
|
|
ارتباط نوري در دهه 1970 با ابداع تلگراف نوري آغاز شد. هر چند در سال 1880 نيز «الکساندر گراهام بل» يک سيستم تلفن نوري را به ثبت رساند، ولي اين اختراع مانند اختراع قبلي اش يعني تلفن معمولي نبود و به صورت يک اختراع تجربي باقي ماند و هرگز تحقق پيدا نکرد. يک دانشمند آلماني به نام «ون هيل» و يک دانشمند انگليسي به نام «هاپکينز» در سال 1945 مقاله هايي را در مورد «بسته هاي تصويري» منتشر کردند.
گزارش «هاپکينز» به بسته هاي تصويري از فيبرهاي بدون پوشش مربوط مي شد، در حالي که گزارش «ون هيل» درباره بسته هاي ساده يي از فيبرهاي داراي پوشش شيميايي بود، به طوري که يک فيبر ساده را با يک پوشش شفاف از ماده يي مخصوص مي پوشاند. در نهايت اين دانشمند آلماني به خاطر گفت وگو با يک فيزيکدان نوري امريکايي تحت تاثير قرار گرفت و اختراع بسيار مهمي ارائه کرد که به نام کابل فيبر نوري داراي پوشش معروف شد. اين در حالي بود که هيچ کدام از فيبرهايي که تا آن زمان تهيه مي شدند، پوششي نداشتند. «ون هيل» يک فيبر برهنه از شيشه يا پلاستيک را با يک پوشش شفاف از ماده يي مخصوص پوشاند و با اين کار از سطح انعکاس کلي در برابر آلودگي ها محافظت کرد و تا حد زيادي تداخل بين فيبرها را نيز از بين برد. تا سال 1960 از فيبرهاي نوري پوشش دار با تضعيفي معادل يک دسي بل در هر متر استفاده مي شد که براي کاربردهاي پزشکي کاملاً مناسب بود ولي براي استفاده در ارتباطات به هيچ وجه مناسب نبود.
يک سال بعد «اسنيتزد» امريکايي توضيحي نظري در مورد فيبري منتشر کرد که هسته آن به حدي کوچک بود که مي توانست نور را تنها با يک موج حمل کند. اين پيشنهاد براي يک وسيله پزشکي که به جست وجو در داخل بدن انسان مي پرداخت، مناسب به نظر مي رسيد، ولي مشکل مهمي که داشت اين بود که افت نوري اين فيبر بالا بود و در مسافت هاي بسيار طولاني و در ارتباطات راه دور قابل استفاده نبود. در سال 1964 يک دانشمند امريکايي ديگر نياز به يک شکل خالص تر از شيشه را براي کمک به کاهش افت نوري فيبر، تشريح و در ضمن استاندارد افت نوري آن را نيز تعيين کرد. محققان شرکت corning glass در تابستان سال 1970 آزمايش هاي مهمي را انجام داده و ماده يي فوق العاده خالص با نقطه ذوب بالا و افت نوري مناسب پيدا کردند. آنها در نهايت سيم فيبرهاي نوري يا همان «فيبرهاي موج بر نوري» را ابداع کردند که توانايي آنها در حمل و نقل اطلاعات، 65 هزار برابر سيم هاي مسي بود. اطلاعات از طريق اين سيم ها توسط الگويي از امواج نوري حمل مي شد که رمزگشايي آنها حتي در مقصدي که هزاران کيلومتر دورتر قرار داشت، به سادگي امکان پذير بود.
کارشناسان اين شرکت مشکل افت نوري را نيز حل کردند. آنها در اصل با استفاده از «تيتانيوم» در هسته فيبر، افت نوري را به حداقل رساندند. سرانجام دو سال بعد هم توانستند فيبر چندحالتي را با ناخالصي ژرمانيوم ابداع کنند که افت نوري آن به چهار دسي بل در هر کيلومتر مي رسيد و بسيار قدرتمندتر از فيبر مرکب با تيتانيوم بود. در سال 1973 فرآيندي شيميايي با نام «رسوب سازي با بخار اصلاح شده» را براي توليد فيبر ابداع کردند. اين فرآيند پيشگام توليد تجاري کابل هاي فيبر نوري است. در همان سال اولين ترافيک تلفني زنده از طريق يک سيستم فيبر نوري که با سرعت شش مگابايت در ثانيه کار مي کرد توسط شرکت General Sonic در کاليفرنيا نصب و آزمايش شد. سپس نمونه ديگري نيز در شهر شيکاگو مورد استفاده قرار گرفت. اين در حالي است که هر زوج فيبر نوري مي تواند اطلاعاتي معادل 670 کانال صوتي را حمل کند.
امروزه بيش از 80 درصد ترافيک اطلاعاتي و صوتي راه دور در جهان توسط کابل هاي فيبر نوري حمل مي شود. موارد استفاده و تقاضا براي فيبر نوري به شدت افزايش يافته و کاربردهاي بي شماري پيدا کرده است. نمونه يي از اين کاربردها انتقال صدا يا تصوير به مسافت هاي زياد است. شرکت هاي بين المللي و سازمان هاي دولتي نيز براي انتقال اطلاعات مالي و داده ها از فيبر نوري استفاده مي کنند زيرا به سيستم هاي قابل اطمينان نياز دارند.
شرکت هاي تلويزيوني کابلي نيز از فيبر براي تحويل سرويس هاي ديتا و ويدئوي ديجيتال استفاده مي کنند. سيستم هاي ترابري هوشمند مانند بزرگراه هاي مجهز به چراغ هاي راهنمايي هوشمند از سيستم هاي سنجش از راه دور مبتني بر فيبر نوري بهره مي برند. عملکرد فيبر نوري نيز به اين صورت است که مقدار نوري که مي توان از طريق زاويه پذيرش خارجي به يک هسته تزريق کرد با کارايي فيبر نوري مورد نظر متناسب است، يعني هرچه مقدار نور قابل تزريق به هسته بيشتر باشد، نور بيشتري به گيرنده خواهد رسيد.
کابل هاي فيبر نوري از سه نوع ماده ساخته مي شوند؛ کابل هاي شيشه يي، کابل هاي پلاستيکي و کابل هاي PCS Plastic Clad Silica)). کابل فيبر نوري شيشه يي داراي کمترين تضعيف است و گسترده ترين کاربرد را دارد. شيشه مورد استفاده در آن از جنس دي اکسيد سيليکون يا کوارتز گداخته فوق العاده شفاف است. در طول فرآيند ساخت آن ناخالصي هايي به شيشه خالص افزوده مي شود. کابل فيبر نوري پلاستيکي نيز داراي بيشترين تضعيف و داراي هسته و پوسته پلاستيکي و نسبتاً ضخيم است. مهم ترين مزيت کابل هاي شيشه يي و پلاستيکي هزينه ساخت و بهره برداري آنهاست و مورد پسند آن دسته از افرادي است که با مشکلات بودجه يي مواجه اند. لازم به توضيح است اين کابل ها فقط براي محيط هاي مخصوص قابل استفاده هستند زيرا به راحتي قابل اشتعال اند، البته قابليت مقاومت بالايي نيز دارند.
کابل فيبر نوري PCS چيزي بين شيشه و پلاستيک است يعني داراي يک هسته شيشه يي و يک پوسته پلاستيکي است و البته معايبي نيز دارد؛ به عنوان مثال در حلال هاي آلي حل نمي شود، در نتيجه ميان نصب کنندگان لينک محبوبيتي ندارد و در هر نوع محيطي نيز قابل استفاده نيست. البته بهبودهايي نيز در وضعيت آن به وجود آمده است.هم اکنون به دليل سرعت بالاي انتقال نور از آن در زمينه هاي مختلف علم استفاده مي شود که دامنه کاربردهاي آن با پيشرفت دانش به شدت در حال گسترش است و در آينده يي نزديک زمينه هاي مختلفي را دربر خواهد گرفت.
www.NewYorkTimes.com |
|
|