በኦፕቲካል ስፔክትረም ውስጥ ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን የሚመራ አካላዊ ነገር የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያ ይባላል.
ከፕላስቲክ እና ከመስታወት የተውጣጡ ግልጽ ዳይኤሌክትሪክ ሞገዶች እንዲሁም የኦፕቲካል ፋይበር የተለመዱ የኦፕቲካል ሞገዶች ዓይነቶች ናቸው.
ብርሃን ሊሰራጭ የሚችልበት የቦታ ክልል በኦፕቲካል ማዕበል የተገደበ ሲሆን ይህም ብርሃንን ለመምራት ከቦታ ጋር ተመጣጣኝ ያልሆነ መሳሪያ ነው።
በተለምዶ የሞገድ መመሪያው የማጣቀሻ ኢንዴክስ በዙሪያው ካለው መካከለኛ (ክላዲንግ ተብሎ የሚጠራው) ከፍ ያለበት ክፍል አለው።
በዚህ ጽሑፍ ውስጥ የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያን ፣ አንዳንድ ምሳሌዎችን እና ሌሎችንም እንመረምራለን ።
የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያ መግቢያ
የፎቶኒክ መሳሪያዎች መሰረታዊ የግንባታ ብሎኮች የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያዎች ሲሆኑ እነሱም ቀጥተኛ፣ ጥንድ፣ መቀያየር፣ መከፋፈል፣ multiplex እና demultiplex የእይታ ምልክቶች ናቸው።
ከማይክሮ ኤሌክትሮኒክስ ጋር የሚመሳሰል ፕላኔር ቴክኖሎጂን በመጠቀም፣ ፓሲቭ ሞገድ ዳይሬክተሮች፣ ኤሌክትሮፕቲክ ክፍሎች፣ ማስተላለፊያዎች፣ ተቀባዮች እና የመንዳት ኤሌክትሮኒክስ ሁሉም በአንድ ቺፕ ላይ ሊጣመሩ ይችላሉ።
የ waveguide መሳሪያዎች አፈፃፀም በተለያዩ ሁኔታዎች ላይ የተመሰረተ ነው, እነሱም ጂኦሜትሪ, የሞገድ ርዝመት, የመነሻ መስክ ስርጭት, የቁሳቁስ መረጃ እና የኤሌክትሮፕቲክ የመንዳት ሁኔታዎች, ምንም እንኳን ተግባራቸው በስፋት የተጠና እና የተረዳ ቢሆንም.
መግብርን ከመሥራትዎ በፊት የተወሰኑ መለኪያዎች መስተካከል አለባቸው. ቺፕ ለመፍጠር ብዙ ሀብቶች ስለሚያስፈልጉ ፣ ለትላልቅ የኦፕቲካል ዑደቶች ትክክለኛ ሞዴሊንግ አስፈላጊ ነው።
የ Waveguide ሁነታዎች፣ ሞድ ማጣመር፣ ኪሳራ እና ትርፍ፣ እንዲሁም የብርሃን ምልክቶችን ማስተላለፍ ሁሉም በኦፕቲካል ሞገድ ንድፍ የተመሰሉ ናቸው።
የ waveguide መሳሪያው በጂኦሜትሪ፣ በማኑፋክቸሪንግ ሁኔታዎች እና በቁሳቁስ ቋሚዎች በመግቢያው መረጃ በአንድ ክፍል ውስጥ ይገለጻል።
የሞገድ መመሪያው መረጃ የፕሮጀክት አቀማመጥን በመጠቀም እንዲሁም የማምረቻ መለኪያዎችን ማስተዳደር የሚችል ሶፍትዌር መሆን አለበት።
የቁጥር ስሌትን ለማቀናበር፣ ውሂብ ማስገባት ሌላ አካልንም ያካትታል። ፍጹም በሆነ ዓለም ውስጥ፣ የግቤት ሥርዓቶች የቁጥር ስሌትን ልዩ ነገሮች ይደብቃሉ ወይም ይገድባሉ።
ነገር ግን ሞገድ ሞዴሊንግ (ሞዴሊንግ) ሞዴሊንግ (ሞዴሊንግ) ብዙ ጊዜ ውስብስብ የቁጥር ሂደቶችን ስለሚጠቀም፣ ከስር የቁጥር አሃዞችን አንዳንድ አካላት ጋር በደንብ ማወቅ አለቦት።
የፎቶኒክ ዑደቶች የሚሠሩት ሞገድ መመሪያዎችን በመጠቀም ነው። በ waveguide ማዕከሉ ላይ ካለው መንገድ ጋር ቀጥተኛ በሆነ መልኩ የአንድ ማዕበል ወርድ፣ ቋሚም ሆነ መለወጥ ነው።
የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያ መሰረታዊ ርዕሰ መምህር
በሥዕሉ ላይ እንደሚታየው የጂኦሜትሪክ ወይም የሬይ ኦፕቲክስ ፅንሰ-ሀሳቦች የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያዎችን የሚደግፉ መሰረታዊ ሀሳቦችን ለማስተላለፍ ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ።
ነጸብራቅ ከፍ ያለ የማጣቀሻ ኢንዴክስ ባለው ቁሳቁስ ውስጥ የሚገባው ብርሃን ወደ መደበኛው የሚታጠፍበት ሂደት ነው።
ከአየር ወደ መስታወት የሚገባውን ብርሃን አስቡበት። ከመስታወት ወደ አየር በሌላ መንገድ የሚንቀሳቀስ ብርሃን እንዴት ተመሳሳይ መንገድ እንደሚከተል እና ከተለመደው መንገድ እንደሚያፈነግጥ። በጊዜ-ተገላቢጦሽ ሲሜትሪ ምክንያት, ይህ ውጤት. እያንዳንዱን ጨረሮች በአየር ውስጥ በመስታወት ውስጥ ወደ ጨረሮች መሳል ይቻላል.
የአንድ ለአንድ ግንኙነት አለ። ነገር ግን በመስታወት ውስጥ ያሉ አንዳንድ የብርሃን ጨረሮች በማንፀባረቅ ምክንያት ጠፍተዋል. በመስታወት ውስጥ የቀረውን ብርሃን የሚይዘው አጠቃላይ ውስጣዊ ነጸብራቅ በስራ ላይ ያለው ዘዴ ነው።
ወሳኝ በሆነው አንግል ላይ ባለው አንግል ላይ በመስታወት-አየር ግንኙነት ላይ ይከሰታሉ. በግሪን ተግባር ላይ በተገነቡ በጣም የተራቀቁ ቀመሮች ውስጥ፣ እነዚህ ተጨማሪ ጨረሮች ከግዛቶች ትልቅ ጥግግት ጋር ይዛመዳሉ።
በዲኤሌክትሪክ ሞገድ ውስጥ አጠቃላይ የውስጥ ነጸብራቅን በመጠቀም ብርሃኑን ልንይዝ እና መምራት እንችላለን። ቀይ የብርሃን ጨረሮች ከፍተኛ የመረጃ ጠቋሚውን የላይኛው እና የታችኛውን ወለል ያንፀባርቃሉ።
ጠፍጣፋው ቀስ በቀስ እስከታጠፈ ድረስ, በሚታጠፍበት ወይም በሚታጠፍበት ጊዜ እንኳን ሊመራ ይችላል. በፋይበር ኦፕቲክስ ውስጥ በዚህ መሰረታዊ መርህ መሰረት ብርሃን በከፍተኛ ኢንዴክስ የመስታወት ኮር ዝቅተኛ ኢንዴክስ መስታወት ሽፋን ላይ ይመራል።
የ Waveguide ክዋኔ በግምት በጨረር ኦፕቲክስ ብቻ ነው የሚታየው። ስለ ዳይኤሌክትሪክ ሞገድ መመሪያ የሙሉ መስክ መግለጫ፣የማክስዌል እኩልታዎች በትንታኔ ወይም በቁጥር ሊፈቱ ይችላሉ።
የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያ ምሳሌ
Dielectric slab waveguides፣ እንዲሁም ፕላኔር ሞገድ መመሪያዎች፣ ምናልባትም በጣም መሠረታዊው የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያዎች ናቸው።
የተደረደሩ የሞገድ ጋይድ ግሬቲንግስ፣ አኮስቲክ ኦፕቲክ ማጣሪያዎች እና ሞዱለተሮች በቺፕ ላይ ያሉ ጥቂት መሳሪያዎች በቀላልነታቸው ምክንያት የሰሌዳ ሞገድ መመሪያዎችን መጠቀም ይችላሉ።
የሰሌዳ ሞገድ መመሪያዎች እንደ አሻንጉሊት ሞዴሎችም በተደጋጋሚ ጥቅም ላይ ይውላሉ።
በመካከላቸው ካሉት መገናኛዎች ጋር ትይዩ በሆኑት አቅጣጫዎች ላልተወሰነ ጊዜ ሊራዘም የሚችል የሶስት ንብርብር ቁሳቁሶች እያንዳንዳቸው የተለየ ዳይኤሌክትሪክ ቋሚ ሲኖራቸው ተጣምረው የሰሌዳ ሞገድ መመሪያን ይፈጥራሉ።
ማዕከላዊው ንብርብር ከውጪው ንጣፎች የበለጠ ከፍተኛ የማጣቀሻ መረጃ ጠቋሚ ካለው, ብርሃን በጠቅላላው ውስጣዊ ነጸብራቅ በኩል በመካከለኛው ንብርብር ውስጥ ይገኛል.
የ2-ልኬት የሞገድ መመሪያ አንዳንድ ምሳሌዎች
የሞገድ መመሪያን ያንቁ
በመሠረቱ፣ በክላቹድ ንብርብሮች መካከል የተጨመቀ የንብርብር ንጣፍ የጭረት ሞገድ መሪን ነው።
የጠፍጣፋ ሞገድ መመሪያው ንብርብር በአንዱ ብቻ ሳይሆን በሁለቱም ተዘዋዋሪ አቅጣጫዎች የተገደበ ሲሆን ይህም አራት ማዕዘን ቅርጽ ያለው ሞገድ መመሪያን በጣም ቀላል ምሳሌ ያስገኛል. ሁለቱም የተቀናጁ የኦፕቲካል ዑደቶች እና ሌዘር ዳዮዶች አራት ማዕዘን ቅርጽ ያላቸው ሞገድ መመሪያዎችን ይጠቀማሉ።
እንደ Mach-Zehnder interferometers እና የሞገድ ርዝመት ክፍፍል ብዜት ሰሪዎች ለመሳሰሉት የኦፕቲካል ክፍሎች በተደጋጋሚ እንደ መሰረት ሆነው ያገለግላሉ። ብዙ ጊዜ, አራት ማዕዘን ቅርጽ ያላቸው የኦፕቲካል ሞገዶች የሌዘር ዳዮዶች ክፍተቶችን ለመገንባት ያገለግላሉ.
የፕላነር ቴክኒክ በተለምዶ አራት ማዕዘን ቅርጽ ያለው የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያዎችን ለመፍጠር ያገለግላል።
የጎድን አጥንት ሞገድ መመሪያ
የጎድን አጥንቶች ሞገድ ውስጥ ፣ መሪው ንብርብር በመሠረቱ በላዩ ላይ የተለጠፈ ንጣፍ (ወይም ብዙ ቁርጥራጮች) ያለው ንጣፍ ነው።
ባለብዙ-ንብርብር የጎድን አጥንት አወቃቀሮች፣የቅርብ-አንድነት መታሰር፣እንዲሁም ማዕበሉን በሁለት ልኬቶች የጎድን አጥንቶች ውስጥ መገደብ ይቻላል።
የፎቶኒክ ክሪስታል ሞገድ መመሪያ እና የተከፋፈለ ሞገድ መመሪያ
በስርጭት መንገዳቸው፣ የኦፕቲካል ሞገዶች በመደበኛነት የማያቋርጥ መስቀለኛ መንገድን ይይዛሉ። ይህ ነው፣ ለምሳሌ፣ በቆርቆሮ እና የጎድን አጥንት ሞገድ መመሪያዎች።
Bloch modes የሚባሉትን በመጠቀም፣ waveguides በየመስቀለኛ ክፍላቸው ላይ በየጊዜው ልዩነት ሊኖራቸው ይችላል፣ነገር ግን ያለምንም ኪሳራ ብርሃን ያስተላልፋል።
እነዚህ የሞገድ መመሪያዎች በፎቶኒክ ክሪስታል ሞገድ (2D ወይም 3D ጥለት ያለው) ወይም የተከፋፈሉ ሞገድ መመሪያዎች (በስርጭት አቅጣጫ 1D ጥለት) ተመድበዋል።
በሌዘር የተቀረጸ የሞገድ መመሪያ
የፎቶኒክስ ኢንዱስትሪ የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያዎች በጣም ጠቃሚ የሆኑበት ነው። በኤሌክትሪክ ቺፕስ እና በኦፕቲካል ፋይበር መካከል ውህደት የሚቻለው የሞገድ መመሪያዎችን በ3-ል ቦታ በማዘጋጀት ነው።
በቴሌኮሙኒኬሽን የሞገድ ርዝመት ውስጥ አንድ ነጠላ የኢንፍራሬድ ብርሃን ሞገድ እንደዚህ ያሉ ሞገድ መመሪያዎችን በመጠቀም ማሰራጨት ይቻላል ፣ እነዚህም እንዲሁ በግብዓት እና በውጤት ጣቢያዎች መካከል የጨረር ምልክቶችን እንዲሸከሙ የተቀመጡት እጅግ በጣም አነስተኛ ኪሳራዎች ናቸው።
የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያን ይጠቀማል
በማይክሮዌቭ ግንኙነቶች፣ ብሮድካስቲንግ እና ራዳር ሲስተሞች፣ የሞገድ መመሪያ የኤሌክትሮማግኔቲክ መጋቢ መስመር ነው። ማዕበል የሚሠራው አራት ማዕዘን ወይም ሲሊንደሪክ ካለው የብረት ቱቦ ወይም ቱቦ ነው።
የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ በቁመት ይስፋፋል. ቀንድ እና ዲሽ አንቴናዎች በጣም የተለመዱ የሞገድ መመሪያዎች ናቸው።
ኦፕቲካል ፋይበር - የሞገድ መመሪያ ነው?
የኦፕቲካል ፋይበር እንዴት እንደሚሰራ የሚገዛው አጠቃላይ የውስጥ ነጸብራቅ እንደ ብርሃን ሞገድ መመሪያ ሊታሰብ ይችላል።
የክስተቱ አንግል ከወሳኙ አንግል በላይ ከሆነ አጠቃላይ የውስጥ ነጸብራቅ የሚከሰተው አስተላላፊ ሞገድ በሁለት የተለያዩ ቁሳቁሶች መካከል ያለውን ድንበር ሲያጋጥመው ነው።
መደምደሚያ
በማጠቃለያው የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያ የብርሃን ሞገድ ከተፈለገው በተለየ አቅጣጫ እንዳይጓዝ በማድረግ "የሚመራ" መዋቅር ነው. በሕክምናው ኢንዱስትሪ ውስጥ የኦፕቲካል ፋይበር ለሁለቱም ለምርመራ እና ለህክምና ብዙ ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላል.
ከኦፕቲካል ፋይበር የተሰሩ ተጣጣፊ ክሮች ወደ ሳንባዎች፣ ደም ወሳጅ ቧንቧዎች እና ሌሎች የአካል ክፍሎች ውስጥ ሊቀመጡ ይችላሉ። አንድ ረዥም ቱቦ ሁለት ጥቅል ኦፕቲክ ፋይበር በኤንዶስኮፕ ማለትም በሕክምና መሣሪያ ውስጥ ይይዛል።
በሌላኛው ጥቅል ውስጥ ከእሱ የሚንፀባረቅ ብርሃን እየተቀበለ በአንድ ጥቅል ውስጥ በሙከራ ላይ ወዳለው ቲሹ ብርሃን በማምራት ዝርዝር ምስል ይፈጠራል። Endoscopes የተወሰኑ የሰውነት ክፍሎችን ወይም መገጣጠሚያዎችን ለምሳሌ እንደ ጉልበቶች መመርመር ይቻላል.
መልስ ይስጡ