Rehber | Kategoriler | Konular
FiBER OPTiK (Elyaf Optiği)
Alm. Fiber-optik(f), Fr. Optique (f), de fibres.İng. Fiber Optics. Işık ve optik resimlerin, şeffaf lifler kullanarak iletilmesi.Genel olarak camdan veya şeffaf plastikten yapılan lifler, yüzlerce metrelik düz veya eğrisel mesâfeye ışık iletebilirler. Lif demetleri, optik resimler iletmek için kullanılır ve bunlar resimlerin şekil ve durumunu hemen hemen her istenilen şekilde iletmek için düzenlenebilirler. Pekçok durumda ışık iletimi, toplama verimi ve uyabilirliği, mercek, prizma veya ayna gibi diğer optik âletlere göre kıyasla oldukça üstündür.
Teori: 1870'ten bu yana, lif optiğinin temel prensibinin anlaşılmasına rağmen, bu alandaki mühim gelişmeler 1951'den sonra ortaya çıkmıştır. Lif optiği, tam iç yansıma olayına dayanır. Tam iç yansıma, büyük kırılma indisli ortamla, hava gibi, düşük kırılma indisli ortamın arasında ortaya çıkar.Işık, yüksek kırılma indisli ortamın kritik kırılma (sınır) açısından daha büyük bir açı ile gelirse, bu olay meydana gelir. Kritik kırılma, yâni sınır açısının sinüsü, ortamların kırılma indislerinin oranına eşittir.İki ortamın kırılma indisleri farkı ne kadar büyük olursa, sınır açısı o kadar küçük olur.
Eğer ışık ışını silindirik bir çubuğa girer ve silindirik yüzeye sınır açısından daha büyük bir açıyla çarparsa, silindirin içinde birçok yansımalarla ilerler ve diğer taraftan çıkar. Bu çubuk eğri bile olsa ışık sâdece çubuğun içinde hareket eder.
Teknoloji: Genel olarak silindirik çubuğun yüzü korunmamışsa, ışığın bir kısmı çizikler ve hava tesirleri tarafından emilir. Bu sebepten lifler, cam veya plastik gibi düşük kırılma indisli şeffaf bir malzeme ile kaplanır. Kaplama kalınlığı ışığın dalga boyu civârındadır (yaklaşık 0,6 mikron). Bunlar tam yansıma yüzeyini korumakla kalmaz. Aynı zamanda demetteki liflerin birbirleri ile olan yalıtımını sağlarlar.
Bu kaplama teknolojisinin hem kendine has özellikleri vardır, hem de çok dikkat çekicidir. Meselâ, cam kaplı cam lifte, yüksek kırılma indisli cam çubuk düşük kırılma indisli cam tüpe yerleştirilir. Daha sonra çubuk-tüp düzeni boş bir silindirik fırına sokulur. Bu düzen uç kısmının yumuşayıp erimesiyle berâber çekilir ve dışı düşük kırılma indisli malzeme kaplı olan yüksek kırılma indisli çok ince lifler elde edilir. Bunlar daha sonra birleştirilir ve tekrar çekilir. Böylece pekçok ince liflerden meydana gelen bir lif elde edilmiş olur.
Elde edilen lifler tekrar birleştirilerek, esnek optik teleskoplar için veya resim iletmek için kullanılır.
Uygulaması: Optik liflerin tıp, fotoelektronik, fotograf gibi uygulama alanları mevcuttur. Birçok geniş kullanma sahası da erimiş lif optik plaklardır. Bunun yanında elastik lif demetleri tıpta, meselâ mîdenin ve insan vücudunun diğer kısımlarının incelenmesinde kullanılır. Değişik bir kullanış alanı da, ışık kılavuzlu düzenlerdir. Meselâ, bilgisayar kart okuyucuları, otomobil ışıklandırılması, çok sayıda uzak yerlerdeki aydınlanmayı tek bir kaynaktan kontrol etmek için de kullanılırlar.
Herbiri birkaç mikron çapında olan milyonlarca lif, milimetrede yüz çizgi çifti ihtivâ eden resimleri ortaya çıkarabilecek optik ekranları meydana getirirler. Pahalı olmayan plastik kaplı ışık kılavuzları, otomobil panellerinin ışıklandırılmasında çok geniş bir şekilde kullanılır. Kızılötesi ve görülebilir ışıkları kullanan optik lifli âletler, özellikle askerî gâyeler için geliştirilmiştir. Kendi ışığını ortaya çıkaracak laser lifleri geliştirilmeye çalışılmaktadır. Lif optiğinde, herbir lif at kılı kadar olup camı çok saftır. Cam, bakırdan daha ucuz olduğu için telefon şirketleri bu liflerin en yaygın tatbikçisi olmuşlardır. Telefonda ses titreşimleri önce elektrik sinyaline çevrilir. Bunlar daha sonra ışığa çevrilir. Bunlar ise cam lifler tarafından nakledilir. Varılan yerde işlem tersten tatbik edilerek, ışıktan ses elde edilir. Ancak burada dikkat çekici iki nokta vardır. Bunlardan birisi, ışığın laser olması gereklidir. Çünkü âdi ışık, pekçok dalga boyunda olup, cam içerisinde farklı hızla hareket eder. Bu sebepten hızlı ve yavaş hareket eden ışıklar diğer uçta birbirine karışır. Böylece taşıdıkları bilgi de karışır. Laser ise dalga boyu bakımından çok saftır. Sâdece tek bir dalga boyuna sâhiptir. İkinci ilgi çekici nokta ise, camın çok saf ve geçirgen olması îcâb eder. Ancak saf camda ışık zayıflamadan uzun mesâfelere ulaşabilir. İlk yapılan deneyler o kadar başarılı olmuştur ki, hemen sanâyi tatbikatına geçilmiştir. Meselâ, bir parmak kalınlığındaki lif demeti, aynı anda 240.000 telefon görüşmesini, aynı zamanda televizyon yayınlarını da iletebilmektedir. Normal telefon görüşmesini sağlayan bakır teller televizyon yayınlarını iletemezler. Çünkü her televizyon resmi yaklaşık 100.000 farklı resim elemanından müteşekkildir. Ayrıca hareketi ortaya çıkarmak için saniyede 16 defa iletimin sağlanması gerekir. Yâni televizyon yayınlarının iletimi için bir bakır telin sâniyede, 1,6 milyon elektrik sinyalini taşıması gerekir ki bu imkânsızdır.
Bakır teller sâniyede bir milyon dalga taşıyabildiği hâlde optik sistemler sâniyede 500 trilyon elektromanyetik dalgayı iletirler. Konuşurken her sâniyede 4000 dalga üretilir. Yâni bakır tel aynı anda 250 konuşmayı iletir. Işık dalgası ise teorik olarak yaklaşık 100 milyar sesi iletebilecek durumdadır. Optik liflerin ayrı dikkati çeken bir özelliği de gürültüye ve karşılıklı etkiye daha az hassas olmalarıdır. Bir sinyal optik lifte hemen hemen hiç değişikliğe uğramadan 30 km iletilebildiği hâlde, bakır telde 1,5-2 km civârında mesâfeye değişmeden iletilebilir.
e-posta adresimize mail atabilirsiniz.