اثر پراکندگی رایلی و پراکندگی برگشتی – OTDR
اثر پراکندگی رایلی Rayleigh و پراکندگی برگشتی – OTDR (بازگشتی یا معکوس)، 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.
فرایند تست OTDR
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.
اثر پراکندگی رایلی و پراکندگی برگشتی – OTDR
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.
اثرات پراکندکی رایلی Rayleigh scattering و پراکندگی برگشتی Backscattering در فیبر
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 ریلی 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.
کابل های فیبر نوری :
کابل های شبکه مسی :
تجهیزات فیبر نوری:
نظرات کاربران