Конструкции оптических волокон

Базовая конструкция оптического волокна показана на рис. 32.1. Волокно состоит из сердцевины и обкладки, изготовленных из таких материалов, чтобы показатель преломления света у сердцевины был выше. В такой конструкции свет, входящий в волокно, претерпевает полное внутреннее отражение на границе раздела между двумя прозрачными материалами и направляется вдоль волокна. Современные материалы для изготовления оптических волокон имеют очень высокую степень очистки, так что ослабление света за счет поглощения или рассеяния относительно мало при длине волокна порядка нескольких метров. Такие волокна обычно и используются в большинстве представляющих интерес аналитических систем. [c.505]

Рис. 32.1. Базовая конструкция оптического волокна, иллюстрирующая два механизма светового обмена освещение анализируемой жидкости светом, выходящим в виде конуса из торца волокна либо проходящим в виде затухающей волны через боковую поверхность лишенной оболочки сердцевины. На практике используют только один из этих режи.мов.

Передатчик состоит из светоизлучающего диода (СИД), выполняющего роль источника излучения, интенсивность которого меняется в соответствии с модулирующим сигналом. Излучение, генерированное СИД, попадает в волоконно-оптический кабель и распространяется по нему до тех пор, пока не попадет на светочувствительный фотодиод, находящийся в принимающем блоке. Приемник преобразует изменение интенсивности излучения снова в импульсы цифровых данных. Передающие и принимающие блоки такой системы поставляет ряд фирм [16, 14, 17]. Детальная конструкция передающих и принимающих схем для типичной системы передачи с использованием оптического волокна [18—20] показана на диаграммах, приведенных на рис. 7.14. [c.303]

Простейшим типом передачи данных при помощи канала связи из оптического волокна является однонаправленный, или. симплексный, поток между передатчиком (Пер) и приемником (При). Система полнодуплексной передачи требует наличия-двух оптических кабелей (двух одиночных волокон). Схема такой конструкции приведена на рис. 7.15. [c.305]

В первой международной подводной телекоммуникационной системе с использованием оптического волокна, которая связала Великобританию с Бельгией, для защиты кабеля от проникновения морской воды в случае повреждения его оболочки используют специальный силоксановый герметик. Однокомпонентный силоксановый герметик наносят в процессе производства кабеля. Центральная жила кабеля, содержащая оптическое волокно, заключена в медную оболочку, вокруг которой уложены два слоя высокопрочной проволочной обмотки. Герметик заполняет промежутки между витками проволоки и подается автоматически по мере укладки и сближения витков. При этом обеспечивается гибкость конструкции, исключающая растрескивание герметика при намотке кабеля на барабаны и укладке их в контейнеры. [c.125]

Оптические волокна не подвержены влиянию сильных электромагнитных полей, поэтому разработаны и используются конструкции алюминиевых проводов или проводов на основе его сплавов для ВЛ высокого напряжения, внутри которых расположены ОВ (рис. 5.10). [c.114]

Измерение механических характеристик ОВ. Оптические волокна, входящие в конструкцию ОК в качестве его основного рабочего элемента, являются наиболее уязвимыми для всех [c.219]

Моделью для многих приборов на основе описанных в этой главе реакций может служить рассматриваемое ниже устройство, в котором используется оптическое волокно диаметром 3,3 мм [12] (см. также тл. 30). В этом приборе, измеряющем концентрацию пероксида водорода в буферном растворе, пероксидазу иммобилизуют в прозрачном полиакриламидном геле и вводят люминол как в гель, так и в раствор. С помощью фотоумножителя, помещенного на другом конце волокна длиной 61 см, можно детектировать концентрации до 10 М. Указывается, что в отличие от других ферментных электродов нет необходимости в том, чтобы продукт ферментативной реакции диффундировал к поверхности электрода. Таким образом, время отклика прибора очень мало-около 4 с. При этом, однако, возникает проблема, связанная с тем, что сигнал лимитируется массопереносом. Использование световода простой формы позволяет сделать конструкцию приборов удобной и работоспособной [4]. Так что эта идея заслуживает внимания. При реализации такого подхода основные проблемы, вероятно, связаны с иммобилизацией фермента. В случае иммуносенсоров, конечно, возникают трудности, обуславливаемые крайне низкой скоростью установления равновесия при связывании лиганда с антителом. Тем не менее благодаря высокой чувствительности детектирования света и независимости от процессов на электроде дальнейшие исследования в этой области представляются перспективными. [c.500]

Обычные оптические волокна с трудом пропускают поляризованный свет, но недавние исследования показали, что использование специально подобранных стекол позволяет сохранять поляризацию при небольшой длине волокон. Для реализации принципа деполяризации флуоресценции можно было бы использовать конструкции сенсоров, аналогичные изображенным на рис. 32.7. [c.512]

На рис. 5 показана конструкция электрического прибора для измерения диаметра волокна, который по сравнению с оптическими приборами дает более стабильные результаты благодаря наличию сигнала переменного тока на выходе, удобного для регулирования работы серводвигателей. Прибор состоит из роликов 1 VI 8, действующих так же, как в описанном выше оптическом приборе. При повороте рычага 7 якорь 6, изготовленный из того же материала, что и сердечник 5, перемещается горизонтально. Ток с частотой 60 гц подается через токоподводы 4 на среднюю часть сердечника. Наружные его части имеют катушки 3, образующие выходной контур. Перемещение якоря 6 изменяет магнитный поток через катушку, что приводит к изменению [c.47]

Широкое практическое применение получил источник Ре, относящийся к группе /С-захватных изотопов. Радиоактивное железо превращается в стабильный марганец, захватывая ядром при распаде электрон со своей /С-оболочки. При этом возникает характеристическое рентгеновское излучение /С-серии марганца с энергиями 5,9 и 6,5 кэВ. Интенсивность характеристического излучения составляет 8-10 квант/(с-мКи-ср) (без учета самопоглощения). Помимо характеристического излучения в спектре этого источника присутствует лишь внутреннее тормозное излучение с наибольшей энергией квантов 220 кэВ. Интенсивность этого излучения составляет около 10 от интенсивности характеристических рентгеновских лучей. Таким образом, изотоп Ре является источником практически чистого мягкого характеристического рентгеновского излучения. Высокая стабильность (период полураспада 2,9 года), простота защиты от неиспользуемого излучения, доступность и сравнительно невысокая стоимость позволяют применять этот изотоп при абсорбциометрии на легкие элементы (от кремния до ванадия). Однако малая проникающая способность излучения ограничивает допустимую толщину поглощающего слоя. Этот серьезный Недостаток не позволяет анализировать химические волокна из-за трудностей, связанных с приготовлением образцов малой оптической плотности и необходимости усложнения конструкции фотометров. Несмотря на это, изотоп °°Ре успешно применен при анализе фосфора в тканях со специальными свойствами, у которых поверхностная плотность т 0,1 г/см [150]. [c.106]

Рис. 2.39. Оптические фильтры а—модуляция диаметра волокна б—модуляция показателя преломления, в—плоская конструкция фильтра г—разделение несущих д—объединение несущих

Основным рабочим элементом конструкции ОК является Ов, поэтому следует прежде всего рассмотреть измерения его параметров и характеристик. Оптические характеристики кабеля в общем случае могут несколько отличаться от характеристик Волокна (см. гл. 5). [c.183]

Многомодовый оптический кабель с волокнами традиционной конструкции [c.194]

Определим емкость и количество оптических кабелей внутренней магистрали. Расчетом установлено, что для организации магистральных трактов ЛВС на участке КЭ - аппаратная требуется в общем случае 18 волокон. Кабели внутренней прокладки подобной емкости из-за особенностей своей конструкции обладают неудовлетворительными массогабаритными характеристиками, плохой гибкостью и повышенной стоимостью. Поэтому в данном конкретном проекте применим вдвое большое количество 12-волоконных кабелей. На основании положений табл. 4.6 в качестве основы магистрали для передачи сигналов ЛВС следует использовать многомодовый волоконно-оптический кабель внутренней прокладки с волокнами традиционной конструкции типа 62,5/125, которые обеспечивают несколько меньшие потери ввода и не столь требовательны к качеству монтажа вилок оптических разъемов. [c.378]

Оптические сенсоры могут иметь несколько различных конфигураций, схематически изображенных на рис. 30.1. На рис. 30.1,а показан прибор с разветвлением, в котором для пропускания света в фазу иммобилизованного реагента и из нее используются отдельные волокна. Реагент иммобилизуют на поверхностях твердых частиц, показанных на рисунке в виде шариков. Трубчатая мембрана, надетая на оба волокна, служит для удержания реагента на месте. Чтобы взаимодействовать с реагентом, определяемое вещество должно продиффундировать через мембрану. Крышечка на конце трубчатой мембраны предотвращает прямое взаимодействие падающего света с исследуемым образцом, устраняя таким образом возможный источник помехи. Твердые частицы носителя служат не только субстратом для иммобилизации, но и рассеивают падающий свет, так что часть его направляется во второе волокно, ведущее к системе детектирования. Конструкцию, приведенную на рис. 30.1,а, успешно применяют в сенсорах для биохимического определения pH и кислорода [18, 19]. В сенсорах этого типа фаза реагента обычно имеет несколько миллиметров в длину. [c.476]

Приемный преобразователь снабжен волноводом из оптического волокна диаметром 0,6 мм, что повышает фронтальную разрешающую способность. Пьезопластина в приемнике окружена тороидальной индукционной кат5тикой. Применение такой системы вместо обычно применяемой емкостной (электроды па плоскостях пьезопластины) в данной конструкции приемника позволило на порядок увеличить чувствительность. Установка позволяет выявлять дефекты диаметром 0,3 мм. Достоверность оценки годных изделий равна 0,97. [c.666]

Применение волоконной оптики позволяет создавать оригинальные конструкции, одну из которых рассмотрим на примере определения дефектов в лопастях винтов летательных аппаратов. При изготовлении конструкции во внутренних полостях наиболее ответственных частей или элементов закрепляются оптические волокна, которые благодаря гибкости и эластичности могут принимать различную форму. Выходные торцы всех используемых волокон сводятся в одну плоскость, которая принимается за плоскость анализа. Входные торцы волокон последовательно или одновременно освещаются излучением от источника, например импульсной лампы, а излучение на выходе регистрируется соответствующими приемоиндикаторными устройствами. При дефектах конструкции отдельные волокна перерезаются, в результате чего излучение не проходит через это волокно и не дает выходного сигнала. В случае необходимости можно использовать кодированное расположение оптических волокон. [c.508]

Первые ОК использовались на длине волны i = 0,8-h0,9 мкм и были разработаны на многомодовых волокнах. В настоящее время получили развитие более длинные волны >1= 1,3-н 1,6 мкм. Потери в оптических волокнах при этом снижаются до 0,2—0,5 дБ/км, что позволяет увеличить длину регенерационного участка в линии связи до 50—80 км. Это расширяет возможность использования ОК для междугородной связи, так как исключается потребность в дистахщиошгом электропитании линейных регенераторов и упрощается конструкция кабеля (не нужны медные жилы для дистанционного питания необслуживаемого регенерационного пункта). [c.23]

Изгибы ОВ являются одной из причин возникновения анизотропии и двулучепреломлепия [47]. Используя это свойство, можно изготовить конструкцию одномодовогх) волокна со спиральным распределением сердцевины в оптической оболочке (рис. 4.15). Сердцевина может располагаться в оптической оболочке плотно (рис.4.15, б) или свободно (рис. 4.15, в) [48]. [c.97]

В США наряду с ОК повивной концентрической скрутки применяется кабель плоской конструкции. Оптический кабель комплектуется из стандартных плоских элементов — пластмассовых лент, содержащих по 12 ОВ, ширина ленты 3,56 мм, кабель может иметь от 4 до 12 плоских лент, содержащих 48 - 144 волокна. Двенадцатиленточный ОК позволяет получить с помощью системы передачи ИКМ-24 свыше 3000 каналов, диаметр кабеля 12 мм. [c.251]

Представляет интерес сенсор [40], основанный на принципе конкуренции глюкозы и меченного флуоресцеином полидекстрана за связывание с белком конканавалином А, иммобилизованным на внутренней поверхности полой диализной трубки (гл. 32). Конструкция этого аффинного сенсора включает оптическое волокно, вставленное в диализную трубку, что позволяет непосредственно определять несвязанный меченый декстран. Преимуществом данного сенсора по сравнению с глюкозооксидазными сенсорами является то, что его сигнал определяется конкурентным равновесием между глюкозой и формирующим сигнал лигандом. Поэтому кинетика ферментативных реакций и загрязнение электрода не влияет на величину сигнала. Оптимальной избирательности и чувствительности такого сенсора можно достичь подбором соответствующих связывающего белка и конкурентного лиганда например, можно было бы использовать специфические антитела. При использовании сенсора in vivo его недостатками являются все еще ограниченная стабильность и относительно большое время отклика. [c.326]

В этом биосенсоре рецепторный белок иммобилизуют на внутренней поверхности полого диализного волокна, образующего измерительную камеру преобразователя. Эту конструкцию успешно использовали при разработке глюкозного сенсора [14, 19]. Специфическим рецептором для сахаров служил конканавалин А ( on А), а высокомолекулярный (мол. масса 70 ООО) меченный флуоресцеином декстран (FlT -декстран) использовали как аналог определяемого вещества. on А ковалентно иммобилизовали в полой целлюлозной трубке вне поля зрения оптического волокна [22]. [c.509]

Из полиэфирных стеклопластиков изготовляют конструкции красильно-отделочных хмашин [90]. Полиэфирные смолы, армированные синтетическими волокнами, могут применяться в производстве конвейерных лент [91]. Описано применение полиэфирных композиций для ремонта заводского оборудования, например труб, фланцев, вентилей, хранилищ и деталей насосов [83, 92]. Шпат-левочными композициями на основе ПН-1 заделывают крупные де фекты стальных отливок и пластмассовых моделей [8, 93, 94]. Для склеивания деталей из различных материалов (алюминия, стали, фарфора, бакелита, оптического стекла, полистирола, полиметилметакрилата и др.) рекомендуются полиэфирные клеи [95, 96]. Смолы повышенной прозрачности используют для склеивания оптических деталей и точного копирования дифракционных решеток. [c.222]

Кроме собственных потерь надлежит учитывать также дополнительные кабельные потери а , которые существенно зависят от принятой технологии производства, конструкции кабеля и качества изготовления. На кабельные потери влияют макро- и микроизгибы оптических волокон, дефекты скрутки и другие нарушения их прямолинейности, потери во внешних оболочках и покрытия кабеля, термомеханические воздействия на волокно в процессе изготовления кабеля. [c.51]

Специально изменяя значения показателей преломления в зависимости от радиуса ОВ, можно добиться пространственного разделения мод по радиусу волокна. Это обеспечивается путем создания потенциальных барьеров, в которых поле имеет монотонно изменяющийся характер. Между потенциальными барьерами находятся волноведущие слои, где поле распространяющихся мод имеет осциллирующий характер. В идеале конструкция такого ОВ может обеспечить распространение в каждом волноведущем слое преимущественно одной моды при большой разности значений продольных волновых чисел мод соседних слоев, что затрудняет их взаимное преобразование при частичном переходе через барьер и наличии в волокне нерегулярностей. Осуществляя дискретный съем моды у каждого волноведущего слоя, можно организовать многоканальную передачу информации по одному ОВ без дополнительных оптических элементов [32, 33]. [c.88]

Ленточная конструкция ОК может быть изготовлена методами экструзии, контактно-тепловой сварки или склеивания ОВ друг с другом в продольном направлении акрилатным лаком, полимеризующимся под воздействием УФ-излучения. В последнем случае ОВ сматывают с отдающих катущек с контролируемым натяжением, проводят через встроенный в линию узел окраски и через ряд направляющих, выравнивающих волокон относительно друг друга в одной плоскости. Затем ОВ проводят через узел, в котором на них накосят лак, заполняющий промежутки между волокнами, и размещают их между двумя полимерными лентами. Лак полимеризуется под воздействием УФ-излучения и ленты удаляют. Скорость изготовления достигает 1000 м/мин. При этом можно изготовлять за один проход несколько ленточных оптических проводов. Можно изготовление ленточного ОК проводить без использования полимерных лент. [c.166]

Горизонтальный кабель категории не ниже 5е или многамадовый оптический кабель с волокнами традиционной конструкции [c.194]

В тех ситуациях, когда по оптическому кабелю наряду с ЛВС производится передача сигналов других приложений (например, УПАТС), в линейной части СКС возможно применение комбинированных конструкций, содержащих одновременно одномодовые и многомодовые волокна. Реализация таких кабелей обычно не вызывает у изготовителя элементной базы каких-либо проблем, а конструкция и спецификация комбинированного оптического кабеля обычно обсуждается с производителем кабельной системы при конкретном заказе. [c.196]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология