မာတိကာ[ဖျောက်][ရှိုး]
optical spectrum မှ လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းများကို ညွှန်ကြားသည့် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ အရာဝတ္ထုကို optical waveguide ဟုခေါ်သည်။
ပလပ်စတစ်နှင့် ဖန်အပြင် အလင်းဖိုက်ဘာများဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည့် ဖောက်ထွင်းမြင်ရသော ဒိုင်လျှပ်စစ်လှိုင်းလမ်းညွှန်များသည် ပုံမှန်အလင်းလှိုင်းလမ်းညွှန်ပုံစံများဖြစ်သည်။
အလင်းပြန့်ပွားနိုင်သည့် spatial range ကို optical waveguide ဖြင့် ကန့်သတ်ထားပြီး အလင်းရောင်ကို ညွှန်ပြရန်အတွက် နေရာဒေသအလိုက် တူညီမှုမရှိသော စက်တစ်ခုဖြစ်သည်။
ပုံမှန်အားဖြင့်၊ waveguide တွင် အလင်းယပ်ညွှန်းကိန်းသည် ပတ်ဝန်းကျင်ကြားခံ ( cladding ဟုခေါ်သည်) ထက် မြင့်မားသောအပိုင်းတစ်ခုရှိသည်။
ဤဆောင်းပါးတွင်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် optical waveguide ၏အခြေခံမူများ၊ အချို့သောဥပမာများနှင့်အခြားအရာများကိုဆန်းစစ်ပါမည်။
optical waveguide မိတ်ဆက်
ဓာတ်ပုံနစ်ပစ္စည်းများ၏ အခြေခံတည်ဆောက်မှုတုံးများသည် တိုက်ရိုက်၊ စုံတွဲ၊ ခလုတ်၊ ပိုင်းခြားမှု၊ ဘီလ်ဆစ်နှင့် ဒမ်တီပလပ်စ် အလင်းလှိုင်းများကို တိုက်ရိုက်ပေးသော အလင်းလှိုင်းလမ်းညွှန်များဖြစ်သည်။
မိုက်ခရိုအီလက်ထရွန်းနစ်၊ passive waveguides၊ electrooptic အစိတ်အပိုင်းများ၊ transmitters၊ receivers နှင့် drive electronics တို့ကို အသုံးပြု၍ chip တစ်ခုတည်းတွင် ပေါင်းစပ်နိုင်သည်။
waveguide စက်ပစ္စည်းများ၏ စွမ်းဆောင်ရည်သည် ဂျီသြမေတြီ၊ လှိုင်းအလျား၊ ကနဦးနယ်ပယ်ဖြန့်ကျက်မှု၊ ပစ္စည်းအချက်အလက်နှင့် လျှပ်စစ်ဓာတ်လိုက်မောင်းနှင်မှုအခြေအနေများ အပါအဝင် အမျိုးမျိုးသောအချက်များအပေါ်တွင် မူတည်သည်။
ဂက်ဂျက်တစ်ခုမပြုလုပ်မီ၊ အချို့သောဘောင်များကို ချိန်ညှိရန် လိုအပ်သည်။ ချစ်ပ်တစ်ခုဖန်တီးရန် အရင်းအမြစ်များစွာ လိုအပ်သောကြောင့်၊ အကြီးစား optoelectronic ဆားကစ်များအတွက် တိကျသော မော်ဒယ်ပြုလုပ်ရန် လိုအပ်ပါသည်။
Waveguide မုဒ်များ၊ မုဒ်အချိတ်အဆက်၊ ဆုံးရှုံးမှုနှင့် အမြတ်များအပြင် အလင်းအချက်ပြမှုများ ထုတ်လွှင့်ခြင်းအားလုံးကို optical waveguide ဒီဇိုင်းဖြင့် ပုံဖော်ထားသည်။
လှိုင်းလမ်းညွှန်ကိရိယာအား ၎င်း၏ ဂျီသြမေတြီ၊ ထုတ်လုပ်မှုဆိုင်ရာ အချက်များနှင့် ပစ္စည်း ကိန်းသေများဖြင့် ထည့်သွင်းဒေတာ၏ အပိုင်းတစ်ခုတွင် ဖော်ပြထားပါသည်။
waveguide data သည် ထုတ်လုပ်မှုဘောင်များကို စီမံခန့်ခွဲနိုင်သော software ပါသည့် ပရောဂျက် အပြင်အဆင်ကို အသုံးပြု၍ အကောင်းဆုံး ထည့်သွင်းသင့်သည်။
ကိန်းဂဏာန်းတွက်ချက်မှုများကို သတ်မှတ်ရန်အတွက်၊ ဒေတာထည့်သွင်းခြင်းတွင် အခြားအစိတ်အပိုင်းတစ်ခုလည်း ပါဝင်သည်။ ပြီးပြည့်စုံသောကမ္ဘာတစ်ခုတွင်၊ ထည့်သွင်းမှုစနစ်များသည် ကိန်းဂဏာန်းတွက်ချက်မှုဆိုင်ရာ သီးခြားအချက်အလက်များကို ဖုံးကွယ်ထားမည် သို့မဟုတ် ကန့်သတ်ထားသည်။
သို့သော် waveguide modeling သည် ရှုပ်ထွေးသော ဂဏန်းလုပ်ထုံးလုပ်နည်းများကို မကြာခဏ အသုံးပြုတတ်သောကြောင့်၊ အရင်းခံဂဏန်းများ၏ အချို့သောဒြပ်စင်များနှင့် အကျွမ်းတဝင်ရှိရန် လိုအပ်ပါသည်။
Photonic circuit များကို waveguides များအသုံးပြု၍ တည်ဆောက်ထားပါသည်။ waveguide center တစ်လျှောက် လမ်းကြောင်းနှင့် ထောင့်မှန်သည် ပုံသေ သို့မဟုတ် ပြောင်းလဲသည်ဖြစ်စေ waveguide ၏ width ကို အဓိပ္ပါယ်ဖွင့်ဆိုသည်။
Optical waveguide ၏ အခြေခံကျောင်းအုပ်
ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ ဂျီဩမေတြီဆိုင်ရာ သို့မဟုတ် ဓာတ်ရောင်ခြည်ဖြာထွက်မှုဆိုင်ရာ အယူအဆများကို အလင်းလှိုင်းလမ်းညွှန်များအောက်ရှိ အခြေခံကျသော အယူအဆများကို ဖော်ပြရန်အတွက် အသုံးပြုနိုင်သည်။
အလင်းယိုင်ခြင်းဆိုသည်မှာ အလင်းယိုင်မှုအညွှန်းကိန်း ပိုမိုမြင့်မားသော အရာဝတ္ထုတစ်ခုအတွင်းသို့ အလင်းဝင်ရောက်သည့် ဖြစ်စဉ်တစ်ခုဖြစ်သည်။
လေထဲမှ မှန်ထဲသို့ အလင်းဝင်ရောက်သည့် ကိစ္စကို သုံးသပ်ကြည့်ပါ။ အလင်းမှ ဖန်ခွက်မှ လေသို့ တစ်ဖက်သို့ ရွေ့လျားပုံနှင့် တူသော လမ်းကြောင်းအတိုင်း လိုက်ကာ ပုံမှန်လမ်းကြောင်းမှ သွေဖည်သွားသည် ။ အချိန်-ပြောင်းပြန်အချိုးညီမှုကြောင့်၊ ဤရလဒ်များ။ လေထဲတွင် ရောင်ခြည်တစ်ခုစီကို ဖန်ခွက်အတွင်းမှ အလင်းတန်းတစ်ခုအဖြစ် ပုံဖော်နိုင်သည်။
တစ်ဦးနှင့်တစ်ဦး ဆက်ဆံရေးတစ်ခု ရှိနေသည်။ ဒါပေမယ့် အလင်းယိုင်မှုကြောင့် ဖန်သားပြင်ထဲက အလင်းတန်းတချို့ လွတ်သွားတတ်ပါတယ်။ ဖန်ခွက်အတွင်းကျန်ရှိသော အလင်းကို ဖမ်းမိသည့် စုစုပေါင်းအတွင်းပိုင်း ရောင်ပြန်ဟပ်မှုမှာ အလုပ်လုပ်သည့် ယန္တရားဖြစ်သည်။
အရေးကြီးသောထောင့်ကိုကျော်သည့်ထောင့်တွင်၊ ၎င်းတို့သည် မှန်-လေ ထိတွေ့မှုတွင် ဖြစ်ပွားခြင်းဖြစ်သည်။ Green ၏လုပ်ဆောင်မှုအပေါ်တည်ဆောက်ထားသော ပိုမိုဆန်းသစ်သောဖော်မြူလာများတွင်၊ ဤထပ်ဆောင်းရောင်ခြည်များသည် ပြည်နယ်များ၏ ပိုကြီးသောသိပ်သည်းဆနှင့် ဆက်စပ်နေသည်။
dielectric waveguide တွင်၊ စုစုပေါင်းအတွင်းပိုင်းရောင်ပြန်ဟပ်မှုကို အသုံးပြု၍ အလင်းကိုဖမ်းယူနိုင်ပြီး ညွှန်ကြားနိုင်သည်။ အနီရောင်အလင်းတန်းများသည် မြင့်မားသောအညွှန်းအလယ်အလတ်၏ အပေါ်နှင့်အောက်ခြေမျက်နှာပြင်များကို ထင်ဟပ်စေသည်။
slab သည် ဖြည်းဖြည်းချင်း ကွေးနေသရွေ့ ကွေးသွားသည့်တိုင် ကွေးသွားနိုင်သည်။ ဖိုက်ဘာအင်ဒီယာ၏ အခြေခံသဘောတရားအရ အလင်းအား အညွှန်းကိန်းမှန်ဖန်အူတိုင်တစ်လျှောက် အလင်းအား ညွှန်ပြသည်။
Waveguide လုပ်ဆောင်ချက်ကို ray optics ဖြင့်သာ အကြမ်းဖျင်းဖော်ပြပါသည်။ dielectric waveguide ၏ အကွက်အပြည့်အစုံ ဖော်ပြချက်အတွက် Maxwell ၏ ညီမျှခြင်းများကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း သို့မဟုတ် ဂဏန်းများဖြင့် ဖြေရှင်းနိုင်ပါသည်။
Optical waveguide နမူနာ
Planar waveguides ဟုလည်းလူသိများသော Dielectric slab waveguides များသည် အခြေခံအကျဆုံး optical waveguides အမျိုးအစားများဖြစ်ကောင်းဖြစ်နိုင်သည်။
Arrayed waveguide gratings၊ acousto-optic filters နှင့် modulators များသည် ၎င်းတို့၏ရိုးရှင်းမှုကြောင့် slab waveguides များကို အသုံးပြုနိုင်သည့် on-chip စက်အနည်းငယ်မျှသာဖြစ်သည်။
Slab waveguides ကို အရုပ်မော်ဒယ်များအဖြစ်လည်း မကြာခဏအသုံးပြုပါသည်။
ကွဲပြားသော dielectric ကိန်းသေတစ်ခုစီပါရှိသော ပစ္စည်းသုံးလွှာကို တစ်ခုစီတွင် ပေါင်းစပ်ထားသည့် slab waveguide ကိုဖွဲ့စည်းရန်၊ ၎င်းတို့ကြားရှိ interfaces များနှင့်အပြိုင် လမ်းကြောင်းအတိုင်း ရက်အကန့်အသတ်မရှိ ချဲ့ထွင်နိုင်သည်။
ဗဟိုအလွှာသည် အပြင်အလွှာများထက် အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်း ပိုမိုမြင့်မားပါက၊ အလင်းသည် အလယ်အလွှာတွင် စုစုပေါင်းအတွင်းပိုင်း ရောင်ပြန်ဟပ်မှုမှ ပါဝင်သည်။
2-Dimensional waveguide ၏ဥပမာအချို့
လှိုင်းတံခွန်၊
အခြေခံအားဖြင့်၊ cladding အလွှာများကြားတွင် ညှစ်ထားသော အလွှာတစ်ခုသည် strip waveguide ဖြင့်ဖွဲ့စည်းသည်။
slab waveguide ၏ guiding layer သည် ရိုးရိုးတစ်ခုမဟုတ်ပဲ transverse direction နှစ်ခုလုံးတွင် ကန့်သတ်ထားပြီး၊ ရလဒ်အနေဖြင့် အရိုးရှင်းဆုံး rectangular waveguide ၏ ဥပမာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ပေါင်းစည်းထားသော optical circuit များနှင့် laser diodes နှစ်ခုစလုံးတွင် rectangular waveguides များကို အသုံးပြုသည်။
၎င်းတို့သည် Mach-Zehnder interferometers နှင့် wavelength division multiplexers ကဲ့သို့သော optical အစိတ်အပိုင်းများအတွက် အခြေခံအုတ်မြစ်အဖြစ် မကြာခဏ လုပ်ဆောင်ကြသည်။ အကြိမ်များစွာ၊ စတုဂံအလင်းလှိုင်းလမ်းညွှန်များကို လေဆာဒိုင်အိုဒက်များ၏ အပေါက်များတည်ဆောက်ရန်အတွက် အသုံးပြုကြသည်။
စတုဂံပုံသဏ္ဍာန်ရှိသော optical waveguides ဖန်တီးရန် planar နည်းပညာကို ပုံမှန်အားဖြင့် အသုံးပြုသည်။
နံရိုးလှိုင်းလမ်းညွှန်
rib waveguide တွင်၊ လမ်းညွှန်အလွှာသည် အခြေခံအားဖြင့် ၎င်းအပေါ်တွင် ကန့်လန့်ဖြတ် (သို့မဟုတ် multiple strips) တစ်ခုပါရှိသော slab တစ်ခုဖြစ်သည်။
အလွှာပေါင်းစုံ နံရိုးတည်ဆောက်ပုံများတွင်၊ အနီးနား စည်းလုံးညီညွတ်မှုကို ကန့်သတ်ထားနိုင်သည့်အပြင် rib waveguides တွင် အတိုင်းအတာနှစ်ရပ်ဖြင့် လှိုင်းကို ချုပ်နှောင်ထားနိုင်သည်။
Photonic crystal waveguide နှင့် segmented waveguide
၎င်းတို့၏ ပြန့်ပွားမှုလမ်းကြောင်းတစ်လျှောက်တွင်၊ optical waveguides များသည် ပုံမှန်အားဖြင့် အဆက်မပြတ် အပိုင်းကို ထားရှိကြသည်။ ဥပမာ၊ strip နှင့် rib waveguides ဖြင့် အခြေအနေ။
Bloch မုဒ်များကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့်၊ waveguides များသည် ၎င်းတို့၏ အပိုင်းဖြတ်ပိုင်းကို အချိန်အခါအလိုက် ပြောင်းလဲမှုများ ရှိနိုင်ပြီး ဆုံးရှုံးမှုမရှိဘဲ အလင်းကို ထုတ်လွှင့်နိုင်သည်။
ဤလှိုင်းဂိုက်များကို ပုံသဏ္ဍာန်ပုံဆောင်ခဲလှိုင်းလမ်းညွှန်များ (2D သို့မဟုတ် 3D ပုံစံဖြင့်) သို့မဟုတ် အပိုင်းပိုင်းခွဲထားသော လှိုင်းလမ်းညွှန်များ (ပြန့်ပွားမှုလမ်းကြောင်းတစ်လျှောက် 1D ပုံစံဖြင့်) ခွဲခြားထားသည်။
လေဆာဖြင့်ရေးထိုးထားသော လှိုင်းလမ်းညွှန်
photonics လုပ်ငန်းသည် optical waveguides များအသုံးအများဆုံးနေရာတွင်ဖြစ်သည်။ လျှပ်စစ်ချစ်ပ်များနှင့် အလင်းမျှင်များအကြား ပေါင်းစပ်မှုကို 3D အာကာသတွင် လှိုင်းလမ်းညွှန်များကို သတ်မှတ်ခြင်းဖြင့် ဖြစ်နိုင်သည်။
ဆက်သွယ်ရေးလှိုင်းအလျားရှိ အနီအောက်ရောင်ခြည်မုဒ်တစ်ခုတည်းကို လှိုင်းအလျားအလျားတွင် ဖြန့်ကျက်နိုင်သည်၊ ၎င်းသည် အဝင်နှင့်အထွက်ဆိုက်များကြားတွင် အလွန်သေးငယ်သော အလင်းအချက်ပြလှိုင်းများကို သယ်ဆောင်ရန် စနစ်ထည့်သွင်းထားသည်။
Optical waveguide ကိုအသုံးပြုသည်။
မိုက်ခရိုဝေ့ဖ်ဆက်သွယ်ရေး၊ ရုပ်သံလွှင့်ခြင်းနှင့် ရေဒါစနစ်များတွင် လှိုင်းလမ်းညွှန်သည် လျှပ်စစ်သံလိုက်ဓာတ်စာလိုင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ လှိုင်းလမ်းညွှန်ကို စတုဂံပုံ သို့မဟုတ် ဆလင်ဒါပုံရှိသော သတ္တုပိုက် သို့မဟုတ် ပြွန်ဖြင့် ပြုလုပ်ထားသည်။
လျှပ်စစ်သံလိုက်စက်ကွင်းသည် အလျားလိုက်ပျံ့နှံ့သည်။ ဟွန်းနှင့် ပန်းကန်အင်တင်နာများသည် သာမာန်လှိုင်းလမ်းညွှန်အပလီကေးရှင်းများဖြစ်သည်။
ဖိုက်ဘာ—ဒါဟာ လှိုင်းလမ်းညွှန်တစ်ခုလား။
အလင်းလှိုင်းလမ်းညွှန်အဖြစ် optical fiber လုပ်ဆောင်ချက်ကို ထိန်းချုပ်သည့် စုစုပေါင်းအတွင်းပိုင်းရောင်ပြန်ဟပ်မှု။
ဖြစ်ပွားမှုထောင့်သည် အရေးကြီးသောထောင့်ထက် ကြီးပါက၊ ပြန့်ပွားနေသော လှိုင်းတစ်ခုသည် မတူညီသော ပစ္စည်းနှစ်ခုကြား နယ်နိမိတ်ကို ထိတွေ့မိသောအခါ စုစုပေါင်းအတွင်းပိုင်းထင်ဟပ်မှု ဖြစ်ပေါ်သည်။
ကောက်ချက်
နိဂုံးချုပ်အားဖြင့်၊ optical waveguide သည် အလင်းလှိုင်းကို လိုချင်သည်ထက် မတူညီသော ဦးတည်ရာသို့ သွားလာခြင်းမှ တားဆီးပေးသော ဖွဲ့စည်းပုံတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဆေးဘက်ဆိုင်ရာလုပ်ငန်းတွင်၊ ရောဂါရှာဖွေခြင်းနှင့်ကုထုံးအတွက် optical fiber ကိုမကြာခဏအသုံးပြုကြသည်။
အလင်းမျှင်များဖြင့်ပြုလုပ်ထားသော ပျော့ပျောင်းသောကြိုးများကို အဆုတ်၊ သွေးလွှတ်ကြောများနှင့် အခြားအင်္ဂါများတွင် ထားရှိနိုင်သည်။ ရှည်လျားသောပြွန်တစ်ခုသည် ဆေးဘက်ဆိုင်ရာကိရိယာတစ်ခုဖြစ်သည့် endoscope အတွင်းတွင် optic fiber အစုအဝေးနှစ်ခုရှိသည်။
အခြားအစုအဝေးတစ်ခုရှိ စမ်းသပ်မှုအောက်ရှိ တစ်ရှူးဆီသို့ အလင်းရောင် ညွှန်ပြခြင်းဖြင့် အသေးစိတ်ပုံတစ်ခုကို ဖန်တီးထားသည်။ ဒူးကဲ့သို့သော ခန္ဓာကိုယ်အစိတ်အပိုင်းအချို့ သို့မဟုတ် အဆစ်များကို စစ်ဆေးရန်အတွက် Endoscope များ ပြုလုပ်နိုင်သည်။
တစ်ဦးစာပြန်ရန် Leave