ज्ञान

ऑप्टिकल संचार विकास की वर्तमान लहर में, फाइबर ऑप्टिक केबल और घटकों को विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक रूप से लागू किया गया है, जो उन्नति के लिए प्रमुख प्रेरक शक्ति बन गए हैं। ऑप्टिकल डोमेन में एक महत्वपूर्ण अवधारणा के रूप में फाइबर ऑप्टिक फैलाव न केवल ऑप्टिकल संचार के विकास को गहराई से प्रभावित करता है, बल्कि स्पेक्ट्रोस्कोपी, ऑप्टिकल इमेजिंग और अन्य क्षेत्रों में भी विशाल क्षमता प्रदर्शित करता है।

फाइबर ऑप्टिक फैलाव क्या है?

फाइबर ऑप्टिक फैलाव उस घटना को संदर्भित करता है, जहां विभिन्न आवृत्ति घटकों और मोड घटकों को ले जाने वाले ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से प्रेषित सिग्नल, इन घटकों की संचरण गति में भिन्नता के कारण विरूपण का अनुभव करते हैं।

ऑप्टिकल फाइबर में फैलाव ऑप्टिकल संचार प्रणालियों को कैसे प्रभावित करता है?

ऑप्टिकल फाइबर में फैलाव ऑप्टिकल पल्स के पल्स ब्रॉडिंग का कारण बनता है। जब फैलाव गंभीर होता है, तो ऑप्टिकल पल्स समय में ओवरलैप हो सकते हैं, जिससे इंटरसिम्बल इंटरफेरेंस और बिट त्रुटि दर में वृद्धि हो सकती है। इस प्रकार, फाइबर ऑप्टिक फैलाव न केवल ऑप्टिकल फाइबर की संचरण क्षमता को प्रभावित करता है, बल्कि ऑप्टिकल संचार प्रणालियों की रिले दूरी को भी सीमित करता है।

फाइबर ऑप्टिक फैलाव के प्रकार और उनके संबंध क्या हैं?

फाइबर ऑप्टिक फैलाव में मुख्य रूप से सामग्री फैलाव, ध्रुवीकरण मोड फैलाव (पीएमडी), वेवगाइड फैलाव और मोड फैलाव शामिल हैं।

सामग्री फैलाव:

प्रकाश तरंग की आवृत्ति के साथ फाइबर सामग्री के अपवर्तनांक में बदलाव के कारण सामग्री का फैलाव होता है। आमतौर पर, फाइबर सामग्री का अपवर्तनांक प्रकाश तरंग की आवृत्ति के साथ बदलता है, जिससे सिग्नल के विभिन्न आवृत्ति घटकों में अलग-अलग समूह वेग होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप फैलाव होता है।

ध्रुवीकरण मोड फैलाव:

ध्रुवीकरण मोड फैलाव, जिसे PMD के रूप में संक्षिप्त किया जाता है, ऑप्टिकल फाइबर में ध्रुवीकरण फैलाव को संदर्भित करता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि वास्तविक फाइबर में मूल मोड में दो ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण मोड होते हैं। फाइबर के साथ प्रसार के दौरान, तापमान और दबाव भिन्नता जैसे बाहरी कारक इन मोड के बीच युग्मन का कारण बनते हैं, और वे अलग-अलग गति से प्रसारित होते हैं, जिससे पल्स चौड़ीकरण और सिग्नल विरूपण होता है।

वेवगाइड फैलाव:

वेवगाइड फैलाव विभिन्न आवृत्ति प्रकाश तरंगों के लिए वेवगाइड संरचना की विभिन्न मार्गदर्शक विशेषताओं से उत्पन्न होता है। फाइबर में वेवगाइड संरचना फाइबर की आंतरिक संरचना या पर्यावरण द्वारा प्रेरित बाहरी बाधाएं या सूक्ष्म संरचनाएं हो सकती हैं। वेवगाइड फैलाव आम तौर पर आवृत्ति पर प्रसार स्थिरांक की निर्भरता के रूप में प्रकट होता है, जिसके परिणामस्वरूप वेवगाइड के भीतर अलग-अलग गति से प्रसार करने वाली विभिन्न आवृत्ति प्रकाश तरंगें होती हैं।

मोड फैलाव:

मोड फैलाव फाइबर में प्रकाश तरंगों के विभिन्न संचरण मोड (जैसे, मौलिक मोड, उच्च-क्रम मोड) की विभिन्न संचरण विशेषताओं से उत्पन्न होता है। जैसे-जैसे प्रकाश तरंगें फाइबर में फैलती हैं, मोड फ़ील्ड वितरण अंतर के कारण अलग-अलग आवृत्ति वाली प्रकाश तरंगों में अलग-अलग चरण वेग होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप मोड फैलाव होता है।

फाइबर ऑप्टिक फैलाव के लिए परीक्षण विधियाँ:

1. समय-डोमेन विधियाँ: इनमें फाइबर की फैलाव विशेषताओं को मापने के लिए समय के साथ ऑप्टिकल पल्स के विस्तार का अवलोकन करना शामिल है। आम विधियों में ऑप्टिकल टाइम डोमेन रिफ्लेक्टोमेट्री (OTDR) और सेल्फ-फ़ेज़ मॉड्यूलेशन (SPM) शामिल हैं।

2. आवृत्ति-डोमेन विधियाँ: इनमें फाइबर फैलाव विशेषताओं को मापने के लिए आवृत्ति डोमेन में परिवर्तनों का अवलोकन करना शामिल है। आवृत्ति डोमेन स्पेक्ट्रोस्कोपी और आवृत्ति डोमेन चरण-शिफ्ट विधियाँ आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली तकनीकें हैं।

3. चरण तुलना विधि: यह विधि फाइबर फैलाव विशेषताओं को मापने के लिए फाइबर के माध्यम से प्रेषित विभिन्न आवृत्तियों पर प्रकाश तरंगों के चरण अंतर का उपयोग करती है।

निष्कर्ष में, फाइबर ऑप्टिक फैलाव, इसके विभिन्न प्रकारों और परीक्षण विधियों के साथ, ऑप्टिकल संचार प्रणालियों के प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। विभिन्न अनुप्रयोगों में फाइबर ऑप्टिक प्रणालियों के प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए इन फैलाव घटनाओं को समझना और नियंत्रित करना महत्वपूर्ण है।