مقدمه ای بر فیبر نوری تک حالته

توضیح «فیبر تک حالته» در ادبیات دانشگاهی: عموماً زمانی که v کمتر از 2.405 باشد، تنها یک پیک از فیبر عبور می کند، از این رو به آن فیبر تک حالته می گویند. هسته آن بسیار نازک است، حدود 8-10 میکرون، و پراکندگی حالت بسیار کوچک است. عوامل اصلی موثر بر پهنای باند انتقال فیبر انواع مختلف پراکندگی هستند و پراکندگی حالت مهمترین آنهاست. فیبر تک حالته پراکندگی کمی دارد، بنابراین می تواند نور را در یک باند فرکانس وسیع و مسافت طولانی منتقل کند.

فیبرهای نوری تک حالته دارای قطر هسته 10 میکرون هستند که امکان انتقال پرتوهای نور تک حالته را فراهم می کند و محدودیت های پهنای باند و پراکندگی مودال را از بین می برد. با این حال، به دلیل قطر هسته کوچک فیبرهای نوری تک حالته، کنترل انتقال پرتوهای نور دشوار است و به لیزرهای بسیار گران قیمت به عنوان بدنه منبع نور نیاز دارد. محدودیت اصلی کابل های نوری تک حالته پراکندگی مواد است. کابل های نوری تک حالته عمدتاً از لیزر برای به دست آوردن پهنای باند بالا استفاده می کنند و از آنجایی که LED ها تعداد زیادی منبع نور با پهنای باند متفاوت ساطع می کنند، الزامات پراکندگی مواد بسیار مهم است.

از منظر هزینه، به دلیل هزینه بالای فرستنده و گیرنده های نوری، هزینه استفاده از کابل های فیبر نوری تک حالته بیشتر از کابل های فیبر نوری چند حالته خواهد بود.

فیبر تک حالته (SMF)

در مقایسه با فیبر چند حالته، فیبر تک حالته قطر هسته بسیار نازک‌تری دارد، فقط 8-10 میکرومتر. به دلیل انتقال تنها یک حالت، پراکندگی حالت به حالت، پراکندگی کل کم و پهنای باند وسیع وجود ندارد. فیبر تک حالته در محدوده طول موج 1.{3}}.6 میکرومتر استفاده می شود. با طراحی مناسب توزیع ضریب شکست فیبر و انتخاب مواد با خلوص بالا برای تهیه روکشی که 7 برابر بزرگتر از هسته است، می توان به طور همزمان کمترین تلفات و حداقل پراکندگی را در این محدوده طول موج بدست آورد.

فیبر تک حالته در سیستم های ارتباطی فیبر نوری با ظرفیت بالا، شبکه های محلی فیبر نوری و سنسورهای فیبر نوری مختلف استفاده می شود.