Оптик утас үйлдвэрлэхэд ашигладаг материал нь гэрлийн энергийг шингээж чаддаг. Оптик шилэн материалын хэсгүүд гэрлийн энергийг шингээсний дараа чичиргээ, дулааныг үүсгэж, энергийг сарниулж, шингээх чадвараа алддаг.Энэ нийтлэлд оптик шилэн материалын шингээлтийн алдагдлыг шинжлэх болно.
Матери нь атом ба молекулуудаас бүрдэх ба атомууд нь атомын цөм, цөмийн гаднах электронуудаас бүрдэх ба атомын цөмийг тойрон тодорхой тойрог замд эргэлддэг гэдгийг бид мэднэ. Энэ нь яг л бидний амьдарч буй Дэлхий, Сугар, Ангараг зэрэг гаригууд нарны эргэн тойронд эргэдэгтэй адил юм. Электрон бүр тодорхой хэмжээний энергитэй бөгөөд тодорхой тойрог замд байдаг, өөрөөр хэлбэл тойрог бүр тодорхой энергийн түвшинтэй байдаг.
Атомын цөмд ойр байгаа тойрог замын энергийн түвшин бага, харин атомын цөмөөс хол байгаа тойрог замын энергийн түвшин өндөр байна.Орбитуудын хоорондох энергийн түвшний зөрүүний хэмжээг энергийн түвшний зөрүү гэж нэрлэдэг. Электронууд бага энергийн түвшнээс өндөр энергийн түвшинд шилжих үед энергийн харгалзах түвшний зөрүүгээр энерги шингээх шаардлагатай болдог.
Оптик утаснуудад тодорхой энергийн түвшний электронуудыг энергийн түвшний зөрүүтэй тохирох долгионы урттай гэрлээр цацруулах үед бага энергитэй тойрог замд байрлах электронууд илүү өндөр энергитэй тойрог замд шилжинэ.Энэ электрон гэрлийн энергийг шингээж, гэрлийн шингээлт алдагдахад хүргэдэг.
Оптик утас үйлдвэрлэх үндсэн материал болох цахиурын давхар исэл (SiO2) өөрөө гэрлийг шингээдэг бөгөөд нэгийг нь хэт ягаан туяа шингээх, нөгөөг нь хэт улаан туяаны шингээлт гэж нэрлэдэг. Одоогийн байдлаар шилэн кабелийн холбоо нь ерөнхийдөө зөвхөн 0.8-1.6 μ м долгионы уртад ажилладаг тул бид зөвхөн энэ ажлын хэсгийн алдагдлыг авч үзэх болно.
Кварцын шилэнд электрон шилжилтээс үүссэн шингээлтийн оргил нь хэт ягаан туяаны бүсэд ойролцоогоор 0.1-0.2 μм долгионы урттай байдаг. Долгионы урт нэмэгдэхийн хэрээр түүний шингээлт аажмаар буурч, харин нөлөөлөлд өртсөн хэсэг нь өргөн, 1 мк м-ээс дээш долгионы урттай байдаг. Гэсэн хэдий ч хэт ягаан туяаны шингээлт нь хэт улаан туяаны бүсэд ажилладаг кварцын оптик утаснуудад бага нөлөө үзүүлдэг. Жишээлбэл, 0.6 μм долгионы урттай харагдах гэрлийн бүсэд хэт ягаан туяаны шингээлт 1дБ/км хүрч, 0.8 μм долгионы уртад 0.2-0.3дБ/км, 1.2м долгионы уртад ердөө 0.1дБ/км хүртэл буурдаг.
Кварцын утаснуудын хэт улаан туяаны шингээлтийн алдагдал нь хэт улаан туяаны бүс дэх материалын молекулын чичиргээнээс үүсдэг. 2 μ м-ээс дээш давтамжийн зурваст чичиргээ шингээх хэд хэдэн оргилууд байдаг. Оптик утаснуудад янз бүрийн допингийн элементүүдийн нөлөөгөөр кварцын утас нь 2 мкм-ээс дээш давтамжийн зурваст бага алдагдалтай цонхтой байх боломжгүй юм. 1.85 μ м долгионы урттай онолын хязгаарын алдагдал нь ldB/km байна.Судалгаагаар кварцын шилэнд голчлон хортой шилжилтийн металлын хольц болох зэс, төмөр, хром, манган гэх мэт асуудал үүсгэдэг зарим \”сүйтгэгч молекулууд” байдгийг олж тогтоосон. Эдгээр \”хортонгууд\” гэрлийн тусгалын дор гэрлийн энергийг шунахайлан шингээж, үсэрч, үсэрч, гэрлийн энерги алддаг. "Асуудал үүсгэгч"-ийг арилгах, оптик утас үйлдвэрлэхэд ашигладаг материалыг химийн аргаар цэвэршүүлэх нь алдагдлыг эрс багасгадаг.
Кварцын оптик утас дахь шингээлтийн өөр нэг эх үүсвэр нь гидроксидын (OH -) үе шат юм. Ширхэгийн ажлын туузан дахь гидроксидын шингээлтийн гурван оргил байдаг нь тогтоогдсон бөгөөд тэдгээр нь 0.95 μ м, 1.24 μ м, 1.38 μ м байна. Тэдгээрийн дотроос 1.38 μ м долгионы уртад шингээлтийн алдагдал нь хамгийн хүнд бөгөөд шилэнд хамгийн их нөлөө үзүүлдэг. 1.38 μм долгионы уртад ердөө 0.0001-ийн агууламжтай гидроксидын ионуудын үүсгэсэн шингээлтийн оргил алдагдал 33дБ/км хүртэл өндөр байна.
Эдгээр гидроксидын ионууд хаанаас гардаг вэ? Гидроксидын ионы олон эх үүсвэр байдаг. Нэгдүгээрт, оптик утас үйлдвэрлэхэд ашигладаг материалууд нь чийг ба гидроксидын нэгдлүүдийг агуулдаг бөгөөд тэдгээрийг түүхий эдийг цэвэрлэх явцад арилгахад хэцүү байдаг бөгөөд эцэст нь оптик утаснуудад гидроксидын ион хэлбэрээр үлддэг; Хоёрдугаарт, оптик утас үйлдвэрлэхэд ашигладаг устөрөгч ба хүчилтөрөгчийн нэгдлүүд нь бага хэмжээний чийг агуулдаг; Гуравдугаарт, химийн урвалын улмаас оптик утас үйлдвэрлэх явцад ус үүсдэг; Дөрөв дэх нь гаднах агаар орох нь усны уурыг авчирдаг. Гэсэн хэдий ч одоо үйлдвэрлэлийн процесс нэлээд өндөр түвшинд хөгжиж, гидроксидын ионуудын агууламж хангалттай бага түвшинд хүртэл буурч, оптик утаснуудад үзүүлэх нөлөөллийг үл тоомсорлож болно.
Шуудангийн цаг: 2025-10-23