اثر پراکندگی رایلی و پراکندگی برگشتی OTDR

اثر پراکندگی رایلی Rayleigh و پراکندگی برگشتی OTDR، در فرایند تست با دستگاه OTDR از مهمترین عوامل موثر در سنجش پراکندگی رایلی و پراکندگی برگشتی به شمار می آید،‌ پراکندگی رایلی چیست ؟‌ یکی از اساسی ترین پرسش هایی که توجه بسیاری از فیزیکدانان قرن گذشته را به خود معطوف می کرد در واقع این سوال بود که  “چرا آسمان آبی است؟” و پاسخ این سوال، توسط لرد رایلی Lord Rayleigh در سال 1904 کشف شد، اثری از پراکندگی نور است که امروزه به عنوان پراکندگی ریلی شناخته می شود. وقتی فوتون‌های نور مولکول‌ های موجود در هوا را پراکنده می نمایند، امواج نوری حاصله که روی زمین قابل مشاهده است، عمدتاً در انتهای طیف با رنگ آبی قرار می‌گیرند، چراکه نور آبی مؤثرتر از قرمز پراکنده می‌شود.

اثر پراکندگی رایلی و پراکندگی برگشتی OTDR

فهرست مطالب:

1. اثر پراکندگی رایلی و پراکندگی برگشتی OTDR
   1. طول موج تابش
   2. اثرات Rayleigh و Backscattering

طول موج تابش

زاویه ای که نور خورشید در اتمسفر توسط مولکول های گازهای تشکیل دهنده پراکنده می شود، به طور معکوس به عنوان چهارمین توان طول موج متفاوت است. از این رو، نور آبی، که در انتهای طول موج کوتاه طیف مرئی قرار دارد، بسیار قوی تر از نور قرمز با طول موج بلند پراکنده می شود. این امر منجر به رنگ آبی آسمان توسط نور خورشید می شود، چرا که بیننده در جهت هایی غیر از بازتاب خورشید، تنها نور پراکنده شده را می بیند که همان رنگ آبی طیف است. قوانین ریلی همچنین تغییر شدت نور پراکنده با جهت را پیش بینی می نماید، یکی از دست آورد ها این است که تقارن کامل در الگوهای پراکندگی رو به جلو و پراکندگی رو به عقب از ذرات منفرد وجود دارد. علاوه بر آن قطبش نور پراکنده را نیز می تواند پیش بینی نماید.

پراکندگی رایلی، پراکندگی تابش الکترومغناطیسی توسط ذراتی که شعاع آنها کمتر از تقریباً 1/10 طول موج تابش است. این فرآیند به افتخار لرد ریلی نامگذاری شده است که در سال 1871 مقاله ای را در توصیف این پدیده منتشر کرد. تاثیر این پراکندگی در شبکه فیبر نوری، خصوصا تست OTDR نقش مهمی ایفا می نماید.

هنگامی که نور به داخل فیبر تزریق می شود، برخی از فوتون های نور به دلیل ذرات میکروسکوپی در فیبر در جهت های تصادفی پراکنده می شوند، که در واقع این اثر  پراکندگی رایلی است. علاوه بر این، مقداری از نور در جهت مخالف نور عبوری به عقب پراکنده می شود که به آن پراکندگی برگشتی یا بازگشتی گفته می شود.

لینک های مرتبط:

1. بررسی تست OTDR
2. تفاوت تست OTDR با پاورمتر
3. تست iOLM
4. اندازه گیری افت با OTDR
5. معادلات فرنل و بازتاب نور
6. دستگاه OTDR چیست ؟
7. پراکندگی
8. پراکندگی رنگی

اثرات پراکندکی رایلی Rayleigh scattering و پراکندگی برگشتی ‌Backscattering

ماهیت ذاتی و قابل پیش بینی پراکندگی ریلی به عنوان یک اهرم اساسی در فناوری دستگاه OTDR مورد استفاده قرار گرفته است. حجم انرژی نور منبع برگشتی به آشکارساز نشانه قابل اعتمادی از تضعیف و افت سیگنال (یا نوری) در لینک فیبر نوری ارائه می دهد.

طول ریلی (یا محدوده ریلی) پرتو لیزر فاصله ای از میان پرتو نور (در جهت انتشار) است که در آن شعاع پرتو با ضریب ریشه دوم به توان 2 افزایش می یابد. برای یک پرتو چرخشی، این بدان معنی است که منطقه حالت در آن نقطه دو برابر می شود. به طور معمول، طول ریلی برای پرتو گاوسی در نظر گرفته می شود. با شعاع میانی w0 و طول موج λ تعیین می شود:

که در آن طول موج λ طول موج خلاء تقسیم بر ضریب شکست n ماده است.

طول رایلی موثر

برای پرتوهای با کیفیت پرتو ناقص و شعاع میانی معین، طول ریلی به طور موثر توسط فاکتور M² کاهش می یابد. این بدان معناست که چنین پرتو هایی دارای واگرایی پرتو بزرگتری برای شعاع میانی پرتو معین هستند.

لینک های مرتبط:

1. خدمات تست OTDR
2. تست شبکه فیبر نوری
3. دسی بل (dB)
4. محاسبه افت فیبر نوری
5. قلم فیبر نوری
6. پاور متر فیبر نوری

تست OTDR

دستگاه OTDR

تست فیبر نوری

مجتبی منتخبی