ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿੱਚ ਸੋਖਣ ਦੇ ਨੁਕਸਾਨ ਦੀ ਵਿਸਤ੍ਰਿਤ ਵਿਆਖਿਆ

ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਵਰਤੀ ਜਾਣ ਵਾਲੀ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਸੋਖ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਵਿੱਚ ਕਣ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਸੋਖਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਉਹ ਵਾਈਬ੍ਰੇਸ਼ਨ ਅਤੇ ਗਰਮੀ ਪੈਦਾ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਖਤਮ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਸੋਖਣ ਦਾ ਨੁਕਸਾਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।ਇਹ ਲੇਖ ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਸੋਖਣ ਦੇ ਨੁਕਸਾਨ ਦਾ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕਰੇਗਾ।

ਅਸੀਂ ਜਾਣਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਪਦਾਰਥ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਅਤੇ ਅਣੂਆਂ ਤੋਂ ਬਣਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਪਰਮਾਣੂ ਪਰਮਾਣੂ ਨਿਊਕਲੀਅਸ ਅਤੇ ਬਾਹਰੀ ਨਿਊਕਲੀਅਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਤੋਂ ਬਣੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਇੱਕ ਖਾਸ ਔਰਬਿਟ ਵਿੱਚ ਪਰਮਾਣੂ ਨਿਊਕਲੀਅਸ ਦੁਆਲੇ ਘੁੰਮਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਬਿਲਕੁਲ ਉਸੇ ਤਰ੍ਹਾਂ ਹੈ ਜਿਵੇਂ ਅਸੀਂ ਧਰਤੀ 'ਤੇ ਰਹਿੰਦੇ ਹਾਂ, ਅਤੇ ਨਾਲ ਹੀ ਸ਼ੁੱਕਰ ਅਤੇ ਮੰਗਲ ਵਰਗੇ ਗ੍ਰਹਿ, ਸਾਰੇ ਸੂਰਜ ਦੁਆਲੇ ਘੁੰਮਦੇ ਹਨ। ਹਰੇਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਔਰਬਿਟ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਾਂ ਦੂਜੇ ਸ਼ਬਦਾਂ ਵਿੱਚ, ਹਰੇਕ ਔਰਬਿਟ ਦਾ ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਊਰਜਾ ਪੱਧਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।

ਪਰਮਾਣੂ ਨਿਊਕਲੀਅਸ ਦੇ ਨੇੜੇ ਦੇ ਔਰਬਿਟਲ ਊਰਜਾ ਪੱਧਰ ਘੱਟ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਪਰਮਾਣੂ ਨਿਊਕਲੀਅਸ ਤੋਂ ਦੂਰ ਵਾਲੇ ਔਰਬਿਟਲ ਊਰਜਾ ਪੱਧਰ ਉੱਚੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।ਔਰਬਿਟਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਊਰਜਾ ਪੱਧਰ ਦੇ ਅੰਤਰ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਨੂੰ ਊਰਜਾ ਪੱਧਰ ਦਾ ਅੰਤਰ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਘੱਟ ਊਰਜਾ ਪੱਧਰ ਤੋਂ ਉੱਚ ਊਰਜਾ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਤਬਦੀਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਅਨੁਸਾਰੀ ਊਰਜਾ ਪੱਧਰ ਦੇ ਅੰਤਰ 'ਤੇ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਸੋਖਣ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।

ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰਾਂ ਵਿੱਚ, ਜਦੋਂ ਇੱਕ ਖਾਸ ਊਰਜਾ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਨੂੰ ਊਰਜਾ ਪੱਧਰ ਦੇ ਅੰਤਰ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰੀ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਦੇ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਨਾਲ ਕਿਰਨਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਘੱਟ-ਊਰਜਾ ਵਾਲੇ ਔਰਬਿਟਲਾਂ 'ਤੇ ਸਥਿਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਉੱਚ ਊਰਜਾ ਪੱਧਰਾਂ ਵਾਲੇ ਔਰਬਿਟਲਾਂ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲ ਹੋ ਜਾਂਦੇ ਹਨ।ਇਹ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਸੋਖ ਲੈਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦਾ ਸੋਖਣ ਘੱਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰਾਂ ਦੇ ਨਿਰਮਾਣ ਲਈ ਮੂਲ ਸਮੱਗਰੀ, ਸਿਲੀਕਾਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ (SiO2), ਖੁਦ ਰੌਸ਼ਨੀ ਨੂੰ ਸੋਖ ਲੈਂਦੀ ਹੈ, ਇੱਕ ਨੂੰ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਸੋਖਣਾ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਦੂਜੇ ਨੂੰ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਸੋਖਣਾ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ, ਫਾਈਬਰ ਆਪਟਿਕ ਸੰਚਾਰ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਿਰਫ 0.8-1.6 μm ਦੀ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਰੇਂਜ ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਅਸੀਂ ਸਿਰਫ ਇਸ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਨੁਕਸਾਨਾਂ ਬਾਰੇ ਚਰਚਾ ਕਰਾਂਗੇ।

ਕੁਆਰਟਜ਼ ਸ਼ੀਸ਼ੇ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਪਰਿਵਰਤਨ ਦੁਆਰਾ ਪੈਦਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੋਖਣ ਦੀ ਸਿਖਰ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਲਗਭਗ 0.1-0.2 μm ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਵਧਦੀ ਹੈ, ਇਸਦਾ ਸੋਖਣ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਘੱਟਦਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਖੇਤਰ ਚੌੜਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, 1 μm ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, UV ਸੋਖਣ ਦਾ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਕੁਆਰਟਜ਼ ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰਾਂ 'ਤੇ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪੈਂਦਾ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, 0.6 μm ਦੀ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ 'ਤੇ ਦ੍ਰਿਸ਼ਮਾਨ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ, ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਸੋਖਣ 1dB/km ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ 0.8 μm ਦੀ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ 'ਤੇ 0.2-0.3dB/km ਤੱਕ ਘੱਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ 1.2 μm ਦੀ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ 'ਤੇ ਸਿਰਫ 0.1dB/km ਤੱਕ।

ਕੁਆਰਟਜ਼ ਫਾਈਬਰ ਦਾ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਸੋਖਣ ਨੁਕਸਾਨ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਅਣੂ ਵਾਈਬ੍ਰੇਸ਼ਨ ਦੁਆਰਾ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। 2 μm ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਬੈਂਡ ਵਿੱਚ ਕਈ ਵਾਈਬ੍ਰੇਸ਼ਨ ਸੋਖਣ ਸਿਖਰਾਂ ਹਨ। ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰਾਂ ਵਿੱਚ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਡੋਪਿੰਗ ਤੱਤਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੇ ਕਾਰਨ, ਕੁਆਰਟਜ਼ ਫਾਈਬਰਾਂ ਲਈ 2 μm ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਬੈਂਡ ਵਿੱਚ ਘੱਟ ਨੁਕਸਾਨ ਵਾਲੀ ਵਿੰਡੋ ਹੋਣਾ ਅਸੰਭਵ ਹੈ। 1.85 μm ਦੀ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ 'ਤੇ ਸਿਧਾਂਤਕ ਸੀਮਾ ਨੁਕਸਾਨ ldB/km ਹੈ।ਖੋਜ ਰਾਹੀਂ, ਇਹ ਵੀ ਪਾਇਆ ਗਿਆ ਕਿ ਕੁਆਰਟਜ਼ ਸ਼ੀਸ਼ੇ ਵਿੱਚ ਕੁਝ "ਵਿਨਾਸ਼ਕਾਰੀ ਅਣੂ" ਹਨ ਜੋ ਸਮੱਸਿਆ ਪੈਦਾ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਨੁਕਸਾਨਦੇਹ ਪਰਿਵਰਤਨ ਧਾਤੂ ਅਸ਼ੁੱਧੀਆਂ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਤਾਂਬਾ, ਲੋਹਾ, ਕ੍ਰੋਮੀਅਮ, ਮੈਂਗਨੀਜ਼, ਆਦਿ। ਇਹ 'ਖਲਨਾਇਕ' ਲਾਲਚੀ ਹੋ ਕੇ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦੀ ਰੋਸ਼ਨੀ ਹੇਠ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਸੋਖ ਲੈਂਦੇ ਹਨ, ਛਾਲ ਮਾਰਦੇ ਅਤੇ ਛਾਲ ਮਾਰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਊਰਜਾ ਦਾ ਨੁਕਸਾਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। 'ਸਮੱਸਿਆ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਵਾਲਿਆਂ' ਨੂੰ ਖਤਮ ਕਰਨ ਅਤੇ ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਵਰਤੀਆਂ ਜਾਣ ਵਾਲੀਆਂ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਨੂੰ ਰਸਾਇਣਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸ਼ੁੱਧ ਕਰਨ ਨਾਲ ਨੁਕਸਾਨ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।

ਕੁਆਰਟਜ਼ ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰਾਂ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਹੋਰ ਸੋਖਣ ਸਰੋਤ ਹਾਈਡ੍ਰੋਕਸਾਈਡ (OH -) ਪੜਾਅ ਹੈ। ਇਹ ਪਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ ਕਿ ਹਾਈਡ੍ਰੋਕਸਾਈਡ ਦੇ ਫਾਈਬਰ ਦੇ ਵਰਕਿੰਗ ਬੈਂਡ ਵਿੱਚ ਤਿੰਨ ਸੋਖਣ ਸਿਖਰ ਹਨ, ਜੋ ਕਿ 0.95 μ m, 1.24 μ m, ਅਤੇ 1.38 μ m ਹਨ। ਇਹਨਾਂ ਵਿੱਚੋਂ, 1.38 μ m ਦੀ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ 'ਤੇ ਸੋਖਣ ਦਾ ਨੁਕਸਾਨ ਸਭ ਤੋਂ ਗੰਭੀਰ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਦਾ ਫਾਈਬਰ 'ਤੇ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪੈਂਦਾ ਹੈ। 1.38 μ m ਦੀ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ 'ਤੇ, ਸਿਰਫ 0.0001 ਦੀ ਸਮੱਗਰੀ ਵਾਲੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਕਸਾਈਡ ਆਇਨਾਂ ਦੁਆਰਾ ਪੈਦਾ ਹੋਣ ਵਾਲਾ ਸੋਖਣ ਦਾ ਸਿਖਰ ਨੁਕਸਾਨ 33dB/km ਜਿੰਨਾ ਉੱਚਾ ਹੈ।

ਇਹ ਹਾਈਡ੍ਰੋਕਸਾਈਡ ਆਇਨ ਕਿੱਥੋਂ ਆਉਂਦੇ ਹਨ? ਹਾਈਡ੍ਰੋਕਸਾਈਡ ਆਇਨਾਂ ਦੇ ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਸਰੋਤ ਹਨ। ਪਹਿਲਾਂ, ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਵਰਤੀਆਂ ਜਾਣ ਵਾਲੀਆਂ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਵਿੱਚ ਨਮੀ ਅਤੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਕਸਾਈਡ ਮਿਸ਼ਰਣ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੀ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਹਟਾਉਣਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰਾਂ ਵਿੱਚ ਹਾਈਡ੍ਰੋਕਸਾਈਡ ਆਇਨਾਂ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਰਹਿੰਦੇ ਹਨ; ਦੂਜਾ, ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰਾਂ ਦੇ ਨਿਰਮਾਣ ਵਿੱਚ ਵਰਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਅਤੇ ਆਕਸੀਜਨ ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ ਵਿੱਚ ਥੋੜ੍ਹੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਨਮੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ; ਤੀਜਾ, ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਕਾਰਨ ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰਾਂ ਦੀ ਨਿਰਮਾਣ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਪਾਣੀ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ; ਚੌਥਾ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਬਾਹਰੀ ਹਵਾ ਦਾ ਪ੍ਰਵੇਸ਼ ਪਾਣੀ ਦੀ ਭਾਫ਼ ਲਿਆਉਂਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਨਿਰਮਾਣ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਹੁਣ ਕਾਫ਼ੀ ਪੱਧਰ ਤੱਕ ਵਿਕਸਤ ਹੋ ਗਈ ਹੈ, ਅਤੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਕਸਾਈਡ ਆਇਨਾਂ ਦੀ ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਕਾਫ਼ੀ ਘੱਟ ਪੱਧਰ ਤੱਕ ਘਟਾ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਹੈ ਕਿ ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰਾਂ 'ਤੇ ਇਸਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਨੂੰ ਨਜ਼ਰਅੰਦਾਜ਼ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।