Detalyadong Pagpasabot sa Pagkawala sa Pagsuhop sa mga Materyales sa Optical Fiber

Ang materyal nga gigamit sa paghimo og optical fibers makasuhop sa enerhiya sa kahayag. Human masuhop sa mga partikulo sa optical fiber materials ang enerhiya sa kahayag, kini makamugna og vibration ug kainit, ug mawala ang enerhiya, nga moresulta sa pagkawala sa pagsuhop.Kini nga artikulo mag-analisar sa absorption loss sa mga optical fiber nga materyales.

Nahibal-an nato nga ang materya gilangkoban sa mga atomo ug molekula, ug ang mga atomo gilangkoban sa atomic nuclei ug extranuclear electrons, nga nagtuyok libot sa atomic nucleus sa usa ka piho nga orbito. Kini sama ra sa Yuta nga atong gipuy-an, ingon man ang mga planeta sama sa Venus ug Mars, tanan nagtuyok libot sa Adlaw. Ang matag electron adunay piho nga gidaghanon sa enerhiya ug naa sa usa ka piho nga orbito, o sa laing pagkasulti, ang matag orbito adunay piho nga lebel sa enerhiya.

Ang lebel sa enerhiya sa orbital nga mas duol sa atomic nucleus mas ubos, samtang ang lebel sa enerhiya sa orbital nga mas layo sa atomic nucleus mas taas.Ang gidak-on sa kalainan sa lebel sa enerhiya tali sa mga orbito gitawag nga kalainan sa lebel sa enerhiya. Kung ang mga electron mobalhin gikan sa ubos nga lebel sa enerhiya ngadto sa taas nga lebel sa enerhiya, kinahanglan nila nga mosuhop sa enerhiya sa katugbang nga kalainan sa lebel sa enerhiya.

Sa mga optical fiber, kung ang mga electron sa usa ka piho nga lebel sa enerhiya gipadan-ag sa kahayag nga adunay wavelength nga katumbas sa kalainan sa lebel sa enerhiya, ang mga electron nga nahimutang sa mga low-energy orbital mobalhin ngadto sa mga orbital nga adunay mas taas nga lebel sa enerhiya.Kini nga elektron mosuhop sa enerhiya sa kahayag, nga moresulta sa pagkawala sa pagsuhop sa kahayag.

Ang batakang materyal sa paggama og optical fibers, ang silicon dioxide (SiO2), mosuhop sa kahayag, ang usa gitawag og ultraviolet absorption ug ang lain gitawag og infrared absorption. Sa pagkakaron, ang fiber optic communication kasagaran naglihok lamang sa wavelength range nga 0.8-1.6 μ m, busa atong hisgutan lang ang mga kapildihan niining working area.

Ang absorption peak nga namugna sa electronic transitions sa quartz glass anaa sa mga 0.1-0.2 μ m wavelength sa ultraviolet region. Samtang motaas ang wavelength, ang absorption niini anam-anam nga mokunhod, apan ang apektadong lugar lapad, nga moabot sa wavelength nga labaw sa 1 μ m. Apan, ang UV absorption gamay ra ang epekto sa quartz optical fibers nga naglihok sa infrared region. Pananglitan, sa visible light region sa wavelength nga 0.6 μ m, ang ultraviolet absorption makaabot sa 1dB/km, nga mokunhod ngadto sa 0.2-0.3dB/km sa wavelength nga 0.8 μ m, ug mga 0.1dB/km lang sa wavelength nga 1.2 μ m.

Ang infrared absorption loss sa quartz fiber namugna sa molecular vibration sa materyal sa infrared region. Adunay daghang vibration absorption peaks sa frequency band nga labaw sa 2 μm. Tungod sa impluwensya sa lain-laing doping elements sa optical fibers, imposible nga ang quartz fibers adunay ubos nga loss window sa frequency band nga labaw sa 2 μm. Ang theoretical limit loss sa wavelength nga 1.85 μm kay ldB/km.Pinaagi sa panukiduki, nakit-an usab nga adunay pipila ka "makadaot nga mga molekula" nga hinungdan sa kagubot sa quartz glass, labi na ang makadaot nga mga hugaw sa transition metal sama sa tumbaga, puthaw, chromium, manganese, ug uban pa. Kini nga mga "kontrabida" hakog nga mosuhop sa enerhiya sa kahayag ubos sa kahayag, molukso-lukso, nga hinungdan sa pagkawala sa enerhiya sa kahayag. Ang pagwagtang sa mga "tighimo og kagubot" ug kemikal nga pagputli sa mga materyales nga gigamit sa paghimo og optical fibers makapakunhod pag-ayo sa mga pagkawala.

Laing tinubdan sa pagsuhop sa quartz optical fibers mao ang hydroxide (OH-) phase. Nakaplagan nga ang hydroxide adunay tulo ka absorption peaks sa working band sa fiber, nga mao ang 0.95 μm, 1.24 μm, ug 1.38 μm. Lakip niini, ang absorption loss sa wavelength nga 1.38 μm mao ang pinakagrabe ug adunay pinakadako nga epekto sa fiber. Sa wavelength nga 1.38 μm, ang absorption peak loss nga namugna sa hydroxide ions nga adunay content nga 0.0001 lang moabot sa 33dB/km.

Asa gikan kining mga hydroxide ion? Daghang tinubdan sa hydroxide ion. Una, ang mga materyales nga gigamit sa paghimo og optical fibers adunay kaumog ug hydroxide compounds, nga lisod tangtangon atol sa proseso sa pagputli sa hilaw nga materyal ug sa katapusan magpabilin sa porma sa hydroxide ions sa optical fibers; Ikaduha, ang hydrogen ug oxygen compounds nga gigamit sa paghimo og optical fibers adunay gamay nga kaumog; Ikatulo, ang tubig namugna atol sa proseso sa paghimo og optical fibers tungod sa kemikal nga mga reaksyon; Ang ikaupat mao nga ang pagsulod sa gawas nga hangin nagdala og alisngaw sa tubig. Bisan pa, ang proseso sa paghimo karon milambo na sa usa ka dako nga lebel, ug ang sulud sa hydroxide ions mikunhod na sa igo nga ubos nga lebel nga ang epekto niini sa optical fibers mahimong ibaliwala.