Fibra optike eshte fije qelqi industrial , percues (transmetues) i drites apo pjese te spektrit te saj, qe ne krahasim me fijet e telit lejojn nje transmetim shume me te shpejte dhe me te madh te te dhenave. Avantazhi i saj qendron ne faktin qe trasmeton sinjale me shpejtesine e drites . Nje sinjal elektrik per t'u transmetuar ne fiber konvertohet ne sinjal optik dhe anasjelltas.

Valesjellesi [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Valesjellesi optik eshte nje strukture optike ne te cilen realizohet perhapja e drejtuar e sinjalit te drites. Shpikja e struktures valesjellese me mbeshtjellje coi ne propozimet e para serioze per te perdorur fibrat optike si nje mjedis komunikacioni. Valesjellesit optike mund te klasifikohen sipas karakteristikave te tyre ne disa menyra: Sipas formes se indeksit te thyerjes ata ndahen ne valesjelles me indeks te thyerjes me ndryshim shkalle(step index) dhe me ndryshim gradual(graded index) Sipas numrit te menyrave(modeve) te transmetimit te sinjalit te drites ndahen ne valesjelles me nje menyre te vetme,i cili quhet VO monomode(single mode) dhe me shume menyra,VO multimode(multimode) .Sipas kufizimit te drites ndahen ne valesjelles dydimensional(2D) ose planare,dhe tridimensional(3D) ose me kanal .Sipas struktures se ndertimit ata ndahen ne valesjelles me strukture simetrike dhe asimetrike.

Metodat kryesore per projektimin e valesjellesave optike [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Metoda WKB(Wentzel-Kramers-Brouillon) [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Kjo metode perdoret per projektimin e valesjellesave optike 2D. Kjo metode mund te siguroje nje zgjidhje te perafert per ekuacionin e vales me rastin kur ndryshimi i indeksit te thyerjes eshte i vogel ne krahasim me gjatesine e vales optike qe perhapet. Ky kusht plotesohet me se miri nga valesjellesit me indeks gradual.

Metoda e indeksit efektiv [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Kjo metode rekomandohet kryesisht ne valesjelles me kanal.Ne kete rast indeksi i thyerjes eshte variabel e dy drejtimeve: x dhe y.Me kete metode supozohet qe fusha elektromagnetike mund te shihet si produkt i dy fushave, ku per secilen nga keto fusha shkruhet ekuacioni i vales.

Parimi Fizik i Fibrave Optike [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Ne Optoelektronike ato jane materiale te cilat sherbejne per te percuar sinjalin dritor,te cilat kryesisht jane Laser. Perbehen nga:

• Berthama
• Manteli

si dhe nga nje veshje e jashtme e cila siguron qendrueshmerine mekanike. Berthama dhe Manteli jane elemente optike. Berthama ka tregues thyerjeje me te madh se Manteli(mbeshtjellja).Nje Fiber optike mund te trasmetoje nje tufe drite Laser me nje mode ose me shume mode,fibrat monomodale jane shume te holla ne krahasim me ato multimodale. Struktura e fibres optike perbehet prej zemres me indeks te thyerjes ${\displaystyle n_{1}}$ te rrethuar nga mbeshtjellesi me indeks pak me te ulet ${\displaystyle n_{2}}$.

Kendi i pranimit [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Sipas teorise se pasqyrimit te plote te brendshem vetem rrezet qe formojne nje kend me normalen me te madh se kendi kritik ${\displaystyle \phi _{c}}$ ne nderfaqen zemer-mbeshtjellje,do te transmetohen gjate fibres .Jo te gjitha rrezet qe hyjne ne fiber do te vazhdojne te perhapen pergjate gjatesise se saj. Rrezet qe do te transmetohen sipas pasqyrimit te plote te brendshem brenda zemres se fibres duhet te jene renese ne zemren e fibres brenda nje koni pranimi, ku kendi i gjysmes konike percaktohet i barabarte me ${\displaystyle \theta _{a}}$.

Hapja numerike [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Hapja numerike(numerical aperture) jep nje vleresim te aftesise se pranimit te drites nga fibra. Ajo percaktohet si ${\displaystyle NA=n_{0}sin(\theta _{a})={\sqrt {n_{1}^{2}-n_{1}^{2}}}}$

Hapja numerike mund te jete gjithashtu edhe ne varesi te ndryshimit relative te indekseve te thyerjes midis zemres dhe mbeshtjeljes,i cili percaktohet si: ${\displaystyle \Delta ={\frac {n_{1}^{2}-n_{2}^{2}}{2n_{1}^{2}}}}$ , ku per ${\displaystyle \Delta <<1}$, ${\displaystyle \Delta ={\frac {n1-n2}{n1}}}$

Rrezet elikoidale [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Rrezet elikoidale kane perparesi ndaj rrezeve meridionale,sidomos lidhur me kushtet e pranimit te drites ne fiber. Hapja numerike per keto rreze percaktohet nga relacioni i meposhtem : ${\displaystyle n_{0}sin(\theta _{as})cos\gamma ={\sqrt {n_{1}^{2}-n_{1}^{2}}}=NA}$

Rrezet elikoidale pranohen per nje fiber te dhene ne kende aksiale me te medha se rrezet meridionale

Shpejtesia e fazes dhe shpejtesia grup [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Kur nje vale drite monokromatike perhapet gjate nje valesjellesi ne drejtim z, pikat me faze konstante perhapen me nje shpejtesi faze F qe jepet nga : ${\displaystyle v_{p}={\frac {\omega }{\beta }}}$

Shpejtesia grup lidhet me karakteristikat e perhapjes te grupeve te valeve te vrojtuara ose sic njihet ndryshe me paketen valore te drites. Shpejtesia grup njehsohet nga: ${\displaystyle v_{g}={\frac {d\lambda }{d\beta }}{\frac {d\omega }{d\lambda }}={\frac {c}{N_{g}}}}$ ku ${\displaystyle N_{g}}$ eshte parameter i cili njihet si indeksi i grupit te valesjellesit.

Fibrat me indeks shkalle [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Fibrat optike me indeks konstant te zemres ${\displaystyle n_{1}}$ dhe nje mbeshtjellje me indeks pak me te ulet ${\displaystyle n_{2}}$ njihen si fibra me indeks shkalle(step index) Forma e indeksit mund te pershkruhet si : ${\displaystyle n(r)=\left\{{\begin{array}{c l}n_{1}&r<a{\mbox{ berthama}}\\n_{2}&r\geq a{\mbox{ mbeshtjellje}}\end{array}}\right.}$

Te fibrat me indeks shkalle qe kane parametra te pavarura nga distanca (indeksi i thyerjes,diametri i zemres) nuk shfaqet ciftimi i menyres.

Fibrat me indeks gradual [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Fibrat me indeks gradual nuk kane indeks te thyerjes konstant ne zemer, por nje indeks te zemres n(r) qe zvogelohet gjate distances radiale nga nje vlere maksimale ${\displaystyle n_{1}}$ ne aksin e fibres ne nje vlere ${\displaystyle n_{2}}$ ne mbeshtjellje. Ky ndryshim mund te paraqitet si: ${\displaystyle n(r)=\left\{{\begin{array}{c l}n_{1}{\sqrt {1-2\Delta ({\frac {r}{a}})^{\alpha })}}&r<a{\mbox{ berthama}}\\n_{2}&r\geq a{\mbox{mbeshtjellje}}\end{array}}\right.}$ ku ${\displaystyle \Delta }$ eshte ndryshimi relative i indeksit dhe ${\displaystyle \alpha }$ nje parameter,qe jep formen karakteristike te indeksit te zemres.

Gjatesia valore e prerjes [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Punimi monomode arrihet mbi vetem nje gjatesi vale teorike te prerjes qe jepet nga : ${\displaystyle \lambda _{c}={\frac {2\pi an_{1}}{V_{c}}}{\sqrt {2\lambda }}}$ ku ${\displaystyle V_{c}}$ paraqet frekuencen normalizuese te prerjes dhe ${\displaystyle \lambda _{c}}$ gjatesine e vales mbi te cilen sigurohet perhapja e vetem nje menyre per nje fiber. Per fibra monomode te projektuar per te punuar ne diapazonin e gjatesive te vales 1-3 ${\displaystyle \mu m}$ rekomandohet qe gjatesite e vales se prerjes te shtrihen ne diapazonin 1,1-1,28 ${\displaystyle \mu m}$ .Ne kete menyre menjanohen zhurma modale dhe problemet e dispersionit.

Vonesa grup dhe faktori i voneses modale [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Koha tranzite e nje vonese grupi F per nje impuls qe perhapet gjate nje njesi gjatesi te fibres eshte inverse i shpejtesise grup pra: ${\displaystyle \tau _{g}={\frac {1}{\nu _{g}}}={\frac {d\beta }{d\omega }}={\frac {1}{c}}{\frac {d\beta }{dk}}={\frac {1}{c}}[N_{g2}+n_{2}\Delta {\frac {d(Vb)}{dV}}]}$ Termi i pare jep varesine e voneses grup nga gjatesia e vales kur nje vale plane uniforme perhapet ne nje mjedis me shtrirje infinit me nje indeks theyrje qe eshte i barabarte me ate te mbeshtjelljes. Ndersa termi i dyte rrjedh nga aftesite e transmetimit te fibres dhe percaktohet nga faktori i voneses modale ${\displaystyle {\frac {d(Vb)}{dV}}}$ .

Shuarja [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Shuarja ose humbja e transmetimit e fibrave optike ka rezultuar se eshte nga faktoret me te rendesishem per perdorimin e gjere te ketyre fibrave ne telekomunikacion. Shuarja e kanalit eshte ajo qe ne pergjithesi percakton distancen maksimale te transmetimit, ku sinjali ruhet pa pesuar humbje. Ne komunikimet optike shuarja jep sasine e pergjithshme te humbjeve ne decibel per njesi gjatesie. ${\displaystyle \alpha _{dB}L=10\log {10}{\frac {P_{i}}{P_{o}}}}$

Shperndarja Rayeleigh [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Shperndarja Rayeleigh eshte dukuri mbizoteruese e humbjeve te brendshme ne dritaren e absorbimit te ulet midis skajeve te absorbimit ultraviolet dhe infrared. Per nje qelq te thjeshte ajo jepet me shprehjen: ${\displaystyle \gamma _{R}={\frac {8{\pi }^{3}}{3{\lambda }^{4}}}n^{8}p^{2}\beta _{c}KT_{F}}$

Gjithashtu koeficienti I shperndarjes Reyleigh eshte I lidhur me faktorin e humbjeve te transmetimit te fibres qe jepet nga relacioni: ${\displaystyle H=e^{-\gamma _{R}L}}$

Prodhimi [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Ne fabrikimin e fibrave optike per te siguruar transmetimin e drites duhet te kemi nje ndryshim te indekseve te thyerjes brenda fibres(midis zemres dhe mbeshtjelljes).Indeksi i thyerjes i materialit qe do te formoje zemren e fibres duhet te ndryshoje me vlera te uleta nga indeksi i materialit te mbeshtjelljes. Ne vecanti kjo eshte e rendesishme tek fibrat me indeks gradual, ku ndryshimi duhet te jete i vazhdueshem dhe jo shkalle.

Materialet e perdorura ne fabrikimin e fibrave me indeks gradual jane vetem materialet qelqore. Fibrat plastike kane gjetur perdorim vetem ne disa aplikime ne distance te shkurter dhe brez te ngushte. Ekzistojne dy metoda te fabrikimt te fibrave optike:

a)teknika tradicionale e perpunimt te qelqit: qelqi perpunohet ne gjendje te shkrire duke prodhuar nje strukture qelqore me shume komponente.

b)metoda me depozitim ne gjendje te avullte: qe prodhojne qelqe te pasura me silic, qe kane temperatura te shkrirjes teper te larta per te lejuar perpunimin e tyre me procesin tradicional te shkrirjes.

Fibrat Optike me Infra te kuqe [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Fibrat optike infra te kuqe (IR) mund te perkufizohen si fibra optike qe transmetojne rrezatim me gjatesi vale me te medha se afersisht 2 I¼ m. Fijet e para IR u krijuan ne mesin e viteve 1960 nga nje klase mjaft e vecante e qelqeve transparente IR te quajtura qelqe kalkogjenide. Prej disa kohesh dihej se perzierja e elementeve kalkogjen si arseniku dhe squfuri mund te formoje nje gote me ngjyre te kuqe te erret qe eshte transparent pertej 2 ¼ m.Kapany etj. raportoi per keto fibra te para IR ne 1965, por humbjet ishin shume te larta. Ne fakt, humbjet ishin 10 dBam te paperballueshme mbi spektrin IR nga 2 ne 8 I¼m. Nje humbje prej 10 dBam do te thote se nje gjatesi prej vetem 1 m e fibres As2S3 do te transmetonte vetem 10% te drites se rene, pervec humbjeve te reflektimit nga faqet fundore te fibres.

Perdorimet [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Fibra e larget infra te kuqe mund te leshoje nje doze te ulet te rrezeve infra te kuqe te largeta dhe te siguroje mbajtjen e nxehtesise dhe vetite e energjise termike; mund te perdoret si tekstile shendetesore qe bejne te mundur plotesimin e kerkesave te njerezve per terapi me rreze infra te kuqe, permiresojne mikroqarkullimin e trupit dhe nxisin metabolizmin. Pluhurat qeramike perdoren gjithmone ne fijet e largeta infra te kuqe

Shiko edhe [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

• Interneti
• Kablloja koaksiale

Referime [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

Bibliografia [ Redakto | Redakto nepermjet kodit ]

• “Komunikimet me fibra optike”,Rozeta Mitrushi,Tirane 2001
• “An overview of optical fibre technology”,Zulfiqar Ali Imran,Pakistan
• “Reliable Data Communication via Fibre Optic Cables”,Westermo
• “Optical Fiber Communications”,Gerd Keiser,2nd edition