انواع فیبر نوری

انواع فیبر نوری
فیبر نوری، سیگنال های نوری را در حالت های مختلفی منتشر می کند. این حالت های مختلف به «مُد یا مود» (Mode) معروف هستند.

فیبر_نوری5

به بیان ساده به حالت های مختلف انتشار موج درون یک موجبر (نظیر فیبر نوری) یا کاواک (در لیزر) مُد می گویند.

به مسیری که پرتو نور در یک فیبر نوری طی می کند نیز مُد می گویند. دقت داشته باشید که تعریف اول در خصوص مُد، دقیق تر و علمی تر است.

ساده ترین نوع فیبر نوری، مدل «تک مد» (Single Mode) آن است. فیبرهای نوری تک مد عموماً هسته ای به قطر کمتر از 10 میکرو متر دارند.

می توان گفت که سیگنال نوری (پرتو نور) تنها در یک حالت و در وسط هسته فیبر حرکت می کند. برای مسافت های طولانی (در حدود 100 کیلومتر) و ارسال حجم زیادی از اطلاعات نظیر کانال های تلویزیونی HD و اینترنت پر سرعت، غالباً از فیبر نوری تک مد استفاده می شود.

همان طور که در شکل (9) مشاهده می شود پهنای پالس در فیبر های نوری تک مُد بسیار باریک بوده و لذا دچار پهن شدگی کمتری نسبت به فیبرهای چند مد می شود. از همین حیث دارای اتلاف کمتری نسبت به دیگر فیبر ها هستند. دلیل استفاده از فیبرهای تک مد در ارتباطات راه دور و پهن باند نیز همین امر است.

پروفایل ضریب شکست

شکل (9): پروفایل ضریب شکست فیبرهای نوری تک مد و چند مد. پالس های اپتیکی در فیبرهای نوری تک مد کمتر پهن شده و امکان استفاده در مسیرهای طولانی را به ما می دهند.

نوع دیگر فیبرهای نوری، «مالتی مد» (Multi Mode) نامیده می شوند. هسته یک فیبر مالتی مد (چند حالته - مد) می تواند تا 10 برابر بزرگ تر از هسته یک فیبر تک مد باشد.

همان طور که از نام این فیبر نوری بر می آید، سیگنال اپتیکی در چند حالت مختلف می تواند از طریق فیبر ارسال شود. از فیبرهای مالتی مد معمولا در فاصله های کوتاه و یا در شبکه های کامپیوتری یک سازمان کوچک استفاده می کنند.

مدلی از فیبرهای چند مد وجود دارند که ضریب شکست هسته آنها به صورت تدریجی تغییر کرده و عددی ثابت نیستند.

در واقع ضریب شکست هسته این مدل فیبرهای نوری تابعی از مکان است (شکل 9). تصویر زیر محیطی را نشان می دهد که ضریب شکست آن به صورت تدریجی و به صورت تابعی از مکان تغییر می کند. در این نوع فیبرهای نوری به نظر می آید که نور خم شده است.

اما در واقع نور به تعداد خیلی زیادی دچار شکست می شود (فرض کنیدnتا محیط با ضریب شکست های مختلف پشت سرهم قرار گرفته اند.)

ضریب شکست تدریجی