Orodha ya Yaliyomo[Ficha][Onyesha]
Kitu halisi ambacho huelekeza mawimbi ya sumakuumeme katika wigo wa macho huitwa mwongozo wa mawimbi ya macho.
Miongozo ya mawimbi ya dielectric ya uwazi inayojumuisha plastiki na kioo, pamoja na nyuzi za macho, ni aina za kawaida za mawimbi ya macho.
Masafa ya anga ambayo mwanga unaweza kueneza huzuiliwa na mwongozo wa mawimbi wa macho, ambao ni kifaa kisicho na nafasi cha kuelekeza mwanga.
Kwa kawaida, mwongozo wa wimbi una sehemu ambapo faharasa ya refractive ni ya juu kuliko kati inayozunguka (inayoitwa cladding).
Katika nakala hii, tutachunguza kanuni za mwongozo wa wimbi la macho, mifano kadhaa, na mengi zaidi.
Utangulizi wa mwongozo wa wimbi la macho
Vizuizi vya kimsingi vya vifaa vya kupiga picha ni miongozo ya mawimbi ya macho, ambayo huelekeza, wanandoa, kubadili, kugawanya, kuzidisha, na ishara za macho za demultiplex.
Kwa kutumia teknolojia ya sayari, ambayo ni sawa na elektroniki ndogo, miongozo ya mawimbi tu, vijenzi vya kielektroniki, vipitishio, vipokezi, na vifaa vya kielektroniki vinavyoendesha vinaweza kuunganishwa kwenye chip moja.
Utendaji wa vifaa vya mwongozo wa wimbi hutegemea mambo mbalimbali, ikiwa ni pamoja na jiometri, urefu wa wimbi, usambazaji wa awali wa shamba, habari ya nyenzo, na hali ya uendeshaji wa electrooptic, licha ya ukweli kwamba utendaji wao umesomwa na kueleweka kwa kiasi kikubwa.
Kabla ya kufanya gadget, vigezo fulani vinahitaji kupangwa. Kwa sababu rasilimali nyingi zinahitajika ili kuunda chip, uundaji sahihi ni muhimu kwa saketi kubwa za optoelectronic.
Njia za mwongozo wa mawimbi, uunganishaji wa hali, hasara na faida, pamoja na utumaji wa mawimbi ya mwanga, zote huigwa katika muundo wa mwongozo wa mawimbi.
Kifaa cha mwongozo wa wimbi kinaelezewa katika sehemu moja ya data ya ingizo kwa jiometri yake, sababu za utengenezaji, na vitu vya kudumu.
Data ya mwongozo wa wimbi inapaswa kuingizwa kwa kutumia mpangilio wa mradi na programu ambayo inaweza pia kudhibiti vigezo vya utengenezaji.
Kwa kuweka hesabu za nambari, kuingiza data pia kunajumuisha sehemu nyingine. Katika ulimwengu mkamilifu, mifumo ya ingizo inaweza kuficha au kuwekea vikwazo maalum vya ukokotoaji wa nambari.
Lakini kwa kuwa uundaji wa mwongozo wa wimbi mara nyingi hutumia taratibu ngumu za nambari, unahitaji kufahamu baadhi ya vipengele vya nambari za msingi.
Mizunguko ya picha hujengwa kwa kutumia miongozo ya mawimbi. Pendekezo la njia iliyo kando ya kituo cha mwongozo wa mawimbi ni ufafanuzi wa upana wa mwongozo wa wimbi, iwe thabiti au unabadilika.
Mkuu wa Msingi wa mwongozo wa wimbi la Optical
Kama inavyoonyeshwa kwenye picha, dhana za kijiometri au za miale zinaweza kutumika kuwasilisha mawazo ya kimsingi yanayozingatia miongozo ya mawimbi ya macho.
Refraction ni mchakato ambao mwanga unaoingia kwenye nyenzo iliyo na kiashiria cha juu cha refactive huinama kuelekea kawaida.
Fikiria kesi ya mwanga kuingia kioo kutoka hewa. Sawa na jinsi mwanga unavyosonga kwa njia nyingine, kutoka kioo hadi hewa, kufuata njia sawa na kupotoka kutoka kwa kawaida. Kwa sababu ya ulinganifu wa kurudisha nyuma wakati, hii husababisha. Inawezekana kuweka ramani ya kila miale angani kwa miale kwenye glasi.
Uhusiano wa mtu kwa mmoja upo. Lakini baadhi ya miale ya mwanga kwenye glasi hukosa kwa sababu ya kinzani. Tafakari ya ndani ya jumla, ambayo hunasa mwanga uliobaki kwenye glasi, ndio utaratibu unaofanya kazi.
Katika pembe juu ya pembe muhimu, ni tukio kwenye mguso wa kioo-hewa. Katika uundaji wa hali ya juu zaidi uliojengwa juu ya utendaji kazi wa Green, miale hii ya ziada inahusiana na msongamano mkubwa wa majimbo.
Katika mwongozo wa wimbi la dielectri, tunaweza kunasa na kuelekeza mwanga kwa kutumia tafakari ya ndani ya jumla. Miale nyekundu ya mwanga huakisi nyuso za juu na chini za sehemu ya juu ya kati.
Kwa muda mrefu kama slab hupiga hatua kwa hatua, inaweza kuelekezwa hata wakati inapinda au kuinama. Mwanga huongozwa pamoja na msingi wa kioo cha juu katika safu ya chini ya kioo kulingana na kanuni hii ya msingi katika optics ya fiber.
Operesheni ya Waveguide inaonyeshwa takribani tu na macho ya miale. Kwa maelezo kamili ya mwongozo wa wimbi la dielectric, milinganyo ya Maxwell inaweza kutatuliwa kwa uchanganuzi au nambari.
Mfano wa mwongozo wa wimbi la Optical
Miongozo ya mawimbi ya slab ya dielectric, pia inajulikana kama miongozo ya mawimbi iliyopangwa, labda ndiyo aina ya msingi zaidi ya miongozo ya mawimbi ya macho.
Mipangilio ya miongozo ya mawimbi, vichujio vya acousto-optic, na moduli ni vifaa vichache tu kwenye chip ambavyo vinaweza kutumia miongozo ya slab kwa sababu ya urahisi wake.
Miongozo ya mawimbi ya slab pia hutumiwa mara kwa mara kama mifano ya kuchezea.
Tabaka tatu za nyenzo, kila moja ikiwa na kipenyo tofauti cha dielectri, imeunganishwa kuunda mwongozo wa wimbi la slab, ambao unaweza kupanuka kwa muda usiojulikana katika mwelekeo unaolingana na miingiliano kati yao.
Ikiwa safu ya kati ina faharisi ya juu ya refractive kuliko tabaka za nje, mwanga hupatikana kwenye safu ya kati kupitia kutafakari kwa ndani kwa jumla.
Baadhi ya mifano ya mwongozo wa wimbi wa 2-Dimensional
Mwongozo wa wimbi la strip
Kimsingi, ukanda wa safu ambao umebanwa kati ya tabaka za kufunika ndio hutengeneza mwongozo wa wimbi.
Safu elekezi ya slab waveguide imebanwa katika pande zote mbili pinzani badala ya moja tu, na kusababisha mfano rahisi zaidi wa mwongozo wa wimbi wa mstatili. Mizunguko ya macho iliyounganishwa na diodi za leza hutumia miongozo ya mawimbi ya mstatili.
Mara nyingi hutumika kama msingi wa sehemu za macho kama vile viingilizi vya Mach-Zehnder na vizidishi vya mgawanyiko wa urefu wa mawimbi. Mara nyingi, miongozo ya mawimbi ya macho ya mstatili hutumiwa kujenga mashimo ya diodi za laser.
Mbinu iliyopangwa kwa kawaida hutumiwa kuunda miongozo ya macho yenye umbo la mstatili.
Mwongozo wa wimbi la ubavu
Katika mwongozo wa mawimbi ya mbavu, safu elekezi kimsingi ni bamba iliyo na ukanda (au vibanzi vingi) iliyofunikwa juu yake.
Katika miundo ya mbavu za safu nyingi, kufungwa kwa karibu-umoja kunawezekana pamoja na kufungwa kwa wimbi katika vipimo viwili katika miongozo ya mawimbi ya ubavu.
Mwongozo wa wimbi la kioo wa picha na mwongozo wa wimbi uliogawanywa
Kando ya njia yao ya uenezi, miongozo ya mawimbi ya macho kawaida huweka sehemu nzima ya msalaba. Hii ndio hali, kwa mfano, na miongozo ya wimbi na ubavu.
Kwa kutumia kinachojulikana kama aina za Bloch, miongozo ya mawimbi inaweza pia kuwa na tofauti za mara kwa mara katika sehemu-tofauti zao na bado kusambaza mwanga bila hasara yoyote.
Miongozo hii ya mawimbi imeainishwa kama miongozo ya mawimbi ya fuwele (iliyo na muundo wa 2D au 3D) au mielekeo ya mawimbi iliyogawanywa (yenye muundo wa 1D pamoja na mwelekeo wa uenezi).
Mwongozo wa wimbi ulioandikwa na laser
Sekta ya upigaji picha ndipo miongozo ya mawimbi ya macho ni muhimu zaidi. Uunganisho kati ya chips za umeme na nyuzi za macho huwezekana kwa kuweka miongozo ya mawimbi katika nafasi ya 3D.
Njia moja ya mwanga wa infrared kwenye urefu wa mawimbi ya mawasiliano inaweza kuenezwa kwa kutumia miongozo kama hiyo ya mawimbi, ambayo pia imewekwa ili kubeba mawimbi ya macho kati ya tovuti za kuingiza na kutoa kwa hasara ndogo sana.
Optical waveguide matumizi
Katika mawasiliano ya microwave, utangazaji, na mifumo ya rada, mwongozo wa wimbi ni njia ya kulisha ya sumakuumeme. Mwongozo wa wimbi umetengenezwa kwa bomba la chuma au bomba ambalo ni mstatili au silinda.
Sehemu ya sumakuumeme inaenea kwa muda mrefu. Antena za pembe na sahani ni matumizi ya kawaida ya mwongozo wa wimbi.
Fiber ya macho - ni mwongozo wa wimbi?
Uakisi wa ndani wa jumla, ambao unasimamia jinsi unyuzi wa macho unavyofanya kazi, unaweza kuzingatiwa kama mwongozo wa wimbi la mwanga.
Ikiwa pembe ya tukio ni kubwa kuliko pembe muhimu, kutafakari kwa ndani kwa jumla hutokea wakati wimbi linaloeneza linakutana na mpaka kati ya nyenzo mbili tofauti.
Hitimisho
Kwa kumalizia, mwongozo wa wimbi la macho ni muundo ambao "huongoza" wimbi la mwanga kwa kuizuia kusafiri kwa njia tofauti kuliko ile inayotakiwa. Katika tasnia ya matibabu, nyuzi za macho hutumiwa mara kwa mara kwa utambuzi na matibabu.
Kamba zenye kunyumbulika zilizotengenezwa kwa nyuzi za macho zinaweza kuwekwa kwenye mapafu, mishipa ya damu na viungo vingine. Bomba moja refu huweka bando mbili za nyuzi za macho ndani ya endoscope, kifaa cha matibabu.
Picha ya kina huundwa kwa kuelekeza nuru kuelekea tishu inayojaribiwa katika kifurushi kimoja huku ikipokea mwanga unaoakisiwa kutoka kwayo kwenye kifurushi kingine. Endoscopes inaweza kufanywa kuchunguza sehemu fulani za mwili au viungo, kama vile magoti.
Acha Reply