برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

تحولی جدید در شبکه فیبرهای نوری
در نگاه اول آنها مثل تکه ای ژلاتین به نظر میرسند، اما در حقیقت این یک فناوری جدید بر پایه نانو است که میتواند سرعت کامپیوتر ها و اینترنت را صدها برابر افزایش دهد. البته پیش بینی میشود که این امر بین 5 تا 10 سال آینده محقق گردد. این فناوری توسط دکتر کوبی اسچور ابداع شده است.
دکتر اسچور یک فناوری جدید بر پایه پلاستیک را برای تولیدکنندگان دستگاه ها و قطعات نانو اپتیک ارائه کرده است. فیلترِ بر پایه پلاستیک ساخته شده توسط او که از شیارهای نانومتری در یک قطعه پلاستیکی تشکیل شده است، زمانی که در سوئیچ های فیبر نوری استفاده می گردد، میتواند وسایل ارتباطی را کوچکتر، انعطاف پذیر تر و قدرتمندتر سازد.
دکتر اسچور می گوید: "روزی میرسد که در ایالات متحده یک کابل فیبر نوری وارد هر خانه میشود و تمامی وسایل مخابرانی مثل تلویزیون کابلی، تلفن و اینترنت از طریق همین کابل مهیا میگردند. اما برای جلوگیری از تداخل این اطلاعات، ما نیازمند جدا کردن آنها از یکدیگر و قرار دادن هریک در کانال مربوطه هستیم. وسیله پلیمری که ما ساخته ایم توانایی انجام این جداسازی را در حوزه نور با سرعت و کیفیت بسیار بالا و هزینه پایین (بطوریکه صنعت نیمه هادی حتی توان تصور آن را هم ندارد) خواهد داشت."
هر وسیله اپتیکی که در وسایل ارتباطی امروزی استفاده میشود دارای یک فیلتر است. این وسیله خواه درایو نوری موجود در لپ تاپ شما باشد یا کابلی که ارتباط تلفنی از راه دور را میسر میسازد، هر سیستم نیازمند فیلترهایی است تا سیگنال را تصفیه نمایند و پیغام های متفاوت را تفسیر کند. تا ده سال آینده فیبر نوری هایی که امروزه ارتباط مخابراتی بین شهرها را ممکن میسازند، مستقیماً به داخل منازل خواهند آمد. زمانی که این امر میسر گردد، سوئیچ های بر پایه پلاستیک ساخته شده توسط دکتر اسچور و تیمش انقلابی در مخابره اطلاعات بوجود خواهند آورد.
سازنده این سیستم همچنین می افزاید: "در حال حاضر میتوان تمامی اطلاعات متنی نوشته شده موجود در دنیا را از طریق تنها یک رشته فیبر نوری در مدت چند ثانیه از جایی به جای دیگر ارسال نمود، اما برای اینکه بتوانیم این حجم عظیم از اطلاعات مخابره شده را به درستی دریافت و کنترل نماییم، نیاز به فیلترهایی داریم تا بتوانیم محتویات دریافتی را تفسیر کنیم. شیوه فیلترینگ طراحی شده توسط ما از یک سوئیچ بر پایه پلاستیک برای فیلتر کردن استفاده میکند که جایگزین نیمه هادی های گران قیمت و با فناوری ساخت بالا خواهد شد.
نیمه هادی ها که میان شبکه های کریستالی در آزمایشگاه های فوق استریل شکل گرفته و در کوره های مخصوص فرآوری میگردند، روزها و در برخی موارد به ماه ها زمان برای ساخت آنها نیاز است. آنها همچنین شکننده و غیرقابل انعطاف اند. استفاده از روشی خاص به نام stamping، هر آزمایشگاهی را قادر به ساخت دستگاه های اپتیکی و انعطاف پذیر ساخته شده از محلولی مایع درون قالب های پلاستیکی- سیلیکونی تولید شده توسط تیم ما می گرداند.
بر روی قالب پلاستیکی - سیلوکونی شیار هایی نامرئی و با عرضی در ابعاد میکرومتر ایجاد گردیده و با ریختن یک محلول پلاستیکی خاص در این قالب، سوئیچ در تنها چند دقیقه آماده خواهد شد. زمانی که این سوئیچ در یک شبکه فیبر نوری قرار داده میشود، شیار های موجود بر روی آنها نور موجود در کابل فیبر نوری را مدوله کرده و به این ترتیب اطلاعات فیلتر، کدشده و قابل استفاده میگردد.
تنها مشکلی که ما با آن مواجه هستیم، قانع کردن صنعت مخابرات برای استفاده از این فناوری است، چراکه آنها می پندارند پلاستیک ماده ای ناپایدار است، اما در حقیقت این فناوری خیلی دور از روشی که امروزه دی وی دی ها توسط آن ساخته میشوند نیست، تنها تفاوت در این است که ما در مقیاس نانو کار میکنیم و آنها در مقیاس بسیار بزرگ میکرو!"


پلاریمتری فعالیت نوری فعالیت نوری میزان توانایی یک ماده در چرخش نور قطبیده مسطح می‌باشد. اگر جسم شفافی بتواند سطح نوسان بردار میدان الکتریکی را به اندازه زاویه (آلفا) بچرخاند، می‌گویند جسم توانایی چرخش نور را داشته یا از نظر نوری فعال است. این پدیده اولین بار در سال 1811میلادی برای کوارتز گزارش شد و از آن به بعد مطالعات وسیعی در مورد آن انجام شده است. در اواسط قرن نوزدهم میلادی قوانین بنیادی در مورد فعالیت نوری وضع گردید که منجر به پیشرفت اساسی در شیمی فضایی ترکیبات آلی شد. امروزه برخی از همان نظریات مورد قبول است.   در فعالیت نوری ، ماده و نور ، با واکنش متقابل سبب چرخش نور قطبیده مسطح می‌شوند. محلولهای فعال نوری محلولهای فعال نوری ، محلولهایی هستند که دارای کربن نامتقارن می‌باشند، مانند گلوکز ، اسید تارتاریک ، اسید لاکتیک. این محلولها قادرند صفحه پولاریزاسیون را بچرخانند که مقدار زاویه چرخش متناسب با غلظت مایع و طولی از آن می‌باشد که نور قطبیده از آن می‌گذرد. همچنین مقدار زاویه به طول موج نور تابشی بستگی دارد که معمولا از خط سدیم (5893 آنگستروم) استفاده می‌کنند. درجه حرارت و نوع حلال هم تا حدودی در این مقدار موثر هستند. چرا فقط مواد خاصی نور قطبیده را می‌چرخانند؟ بطور کلی وقتی نور از محیطی که شامل اتمها ، مولکولها و یونها می‌باشد، می‌گذرد، بردار میدان الکتریکی آن بر الکترونهای ذرات اثر می‌گذارد و دو قطبیهای لحظه‌ای (قطبش موقت) ایجاد می‌کند، لذا از سرعت نور کاسته می‌شود. هنگامی که نور از یک محیط همگن عبور می‌کند، با ذراتی که بطور یکنواخت در مسیر آن پخش شده‌اند، برخورد می‌نماید. بنابراین کاهش سرعت نور در مورد مواد همگن ، در تمام جهات یکسان است. ولی در مورد کریستالهای ناهمسانگرد (نامتقارن) ، پخش اتمها یا مولکولها در تمام جهات یکسان نیست. نوری که در یک صفحه کریستال منتشر می‌شود ، برخوردهای متفاوتی با ذرات نسبت به صفحه دیگر خواهد داشت. بدین ترتیب تغییر در سرعت انتقال بوجود می‌آید. توضیح اینکه وقتی نور پلاریزه به یک بلور ناهمسانگرد برخورد می‌نماید ، در دو راستای معین به نام راستاهای برگزیده تجزیه می‌شود که ضریب شکست این دو راستا یکسان نیست. پس سرعت انتشار این دو مولفه یکسان نخواهد بود و موقع خروج از بلور اختلاف فازی بین دو ارتعاش بوجود می‌آید که بستگی به قطر بلور ، طول موج نور تابشی و اختلاف دو ضریب شکست بلور دارد. مولکولهایی مانند متان ، اتیلن و استن که دارای تقارن مولکولی می‌باشند، صفحه قطبش را نمی‌چرخانند، زیرا هر نوع چرخش نوری حاصل از یک مولکول در یک جهت با چرخش نور مشابه در جهت دیگر که توسط مولکول دیگر ایجاد می‌شود، خنثی می‌گردد. ولی مولکولهایی که اتمهای آنها بصورت نامتقارن در فضا قرار گرفته‌اند ، روی نور قطبیده اثر می‌گذارند. چون میانگین اثر واکنش الکترومغناطیسی آنها با نور صفر نخواهد بود. به عبارت دیگر این اجسام دارای فعالیت نوری می‌باشند. جسم راستگردان و چپگردان برای ناظری که نور را می‌بیند، اگر چرخش در جهت عقربه‌های ساعت باشد، جسم را راستگردان می‌نامند، در این صورت زاویه مربوط به چرخش مثبت می‌باشد. ولی اگر چرخش در خلاف جهت عقربه‌های ساعت باشد، جسم را چپگردان می‌نامند و زاویه مربوط منفی خواهد بود. چرخش مخصوص هر ماده فعال بسته به تعداد مولکولها و نوع ماده ، قدرت چرخش مخصوصی خواهد داشت. چرخش مخصوص مانند نقطه ذوب ، نقطه جوش ، چگالی ، ضریب شکست و ... از مشخصات ثابت فیزیکی ماده می‌باشد که می‌توان از آن در تشخیص اجسام استفاده کرد. همچنین در تجزیه‌های کمی برای تعیین مقدار نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. پلاریمتر (Polarimeter) پولاریمتر دستگاهی است که برای اندازه گیری راست بری و چپ بری محلولها استفاده می‌شود. اجزای اصلی یک پلاریمتر منبع نورانی تکرنگ (چشمه نور تکرنگ) منشور قطبنده نور (پولاریزور) منشور تجزیه کننده (آنالیزور نور) لوله آزمون تیغه نیم موج عدسی محدب رد یاب نوری علت اینکه در پولاریمتر از چشمه نور تکرنگ استفاده می‌شود، این است که میزان چرخش نور با طول موج تغییر می‌کند. از اینرو از نور تکفام استفاده می‌شود. از نظر تاریخی از خط D سدیم استفاده می‌شود، برای این منظور از لامپ بخار سدیم با صافی که تمام طول موجها به استثنای خط D را حذف می‌کند، استفاده می‌شود. لامپهای بخار جیوه هم سودمند می‌باشند، از خط 546 نانومتر بدین منظور استفاده می‌شود. عدسی محدب به منظور بزرگ نشان دادن تصویر می‌باشد که بعد از آنالیزور قرار می‌گیرد. ردیاب نوری موجود ممکن است چشم انسان باشد ، اگرچه اخیرا پولاریمترهای فتوالکتریکی نیز ساخته شده است طرز کار پولاریمتر در پولاریمتر ، پولاریزور و آنالیزور هر دو از نوع منشور نیکول انتخاب می‌شوند و بین این دو لوله آزمون قرار می‌گیرد که مختص محلول مورد آزمایش است. استفاده از منشور نیکول برای ایجاد نور قطبیده و تعیین میزان چرخش نور است. اساسا می‌توان دو منشور را عمود بر هم قرار داد که بدین ترتیب شدت نور در عدم حضور نمونه به کمترین مقدار خود می‌رسد. نمونه با چرخش نور ، شدت نور را افزایش می‌دهد و با چرخش آنالیزور می‌توان دوباره نور را به حداقل رساند. مقدار زاویه چرخش آنالیزور مربوط به قدرت چرخش نمونه است. از آنجا که نمی‌توان کمترین مقدار شدت نور را با چشم و یا ردیابهای فتوالکتریک تعیین کرد، لذا از دستگاهی به نام سایه ساز استفاده می‌شود. این دستگاه یک تیغه نیم موج است که بین لوله و پولاریزور قرار می‌گیرد و به کمک آن دو نیم دایره که یکی روشنتر از دیگری است ایجاد می‌شود، قسمت روشن مربوط به نیمی از نور است که از تیغه عبور می‌کند و نیمه تاریک مربوط به نیم دیگر نور است که از اطراف تیغه می‌گذرد. با چرخش آنالیزور هر دو نیم دایره از نظر شدت نور برابر می‌شوند. در عدم حضور نمونه ، درجه‌ای که روشنایی دو نیم دایره یکسان شد، صفر دستگاه می‌باشد. اگر نمونه از نظر نوری فعال باشد، با قرار دادن آن در لوله ، دوباره دو نیم دایره تاریک و روشن دیده می‌شود. سپس با چرخش آنالیزور شدت نور یکسان می‌شود و درجات چرخش از روی صفحات مندرج آنالیزور خوانده می‌شود. با استفاده از دستگاههای فتوالکتریک بجای چشم می‌توان میزان چرخش را با دقت 0.001 درجه تعیین کرد. منبع سایت پی سی ایرانیان www.pciranian.com

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :