Bahan sing digunakake kanggo nggawe serat optik bisa nyerep energi cahya. Sawise partikel ing bahan serat optik nyerep energi cahya, partikel kasebut ngasilake getaran lan panas, lan mbuwang energi kasebut, sing nyebabake mundhut panyerepan.Artikel iki bakal nganalisis mundhute panyerepan bahan serat optik.
Kita ngerti manawa materi kasusun saka atom lan molekul, lan atom kasusun saka inti atom lan elektron ekstranuklir, sing muter ngubengi inti atom ing orbit tartamtu. Iki kaya Bumi sing dadi papan kita manggoni, uga planet kaya Venus lan Mars, kabeh muter ngubengi Srengéngé. Saben elektron nduweni jumlah energi tartamtu lan ana ing orbit tartamtu, utawa kanthi tembung liya, saben orbit nduweni tingkat energi tartamtu.
Tingkat energi orbital sing luwih cedhak karo inti atom luwih endhek, dene tingkat energi orbital sing luwih adoh saka inti atom luwih dhuwur.Gedhene bedane tingkat energi antarane orbit diarani bedane tingkat energi. Nalika elektron transisi saka tingkat energi endhek menyang tingkat energi dhuwur, dheweke kudu nyerep energi ing bedane tingkat energi sing cocog.
Ing serat optik, nalika elektron ing tingkat energi tartamtu disinari karo cahya kanthi dawa gelombang sing cocog karo bedane tingkat energi, elektron sing dumunung ing orbital energi rendah bakal transisi menyang orbital kanthi tingkat energi sing luwih dhuwur.Elektron iki nyerep energi cahya, sing nyebabake ilang panyerepan cahya.
Bahan dhasar kanggo nggawe serat optik, silikon dioksida (SiO2), dhewe nyerep cahya, siji diarani panyerepan ultraviolet lan liyane diarani panyerepan inframerah. Saiki, komunikasi serat optik umume mung beroperasi ing kisaran dawa gelombang 0,8-1,6 μm, mula kita mung bakal ngrembug kerugian ing area kerja iki.
Puncak panyerepan sing diasilake dening transisi elektronik ing kaca kuarsa yaiku sekitar 0,1-0,2 μm dawa gelombang ing wilayah ultraviolet. Nalika dawa gelombang mundhak, panyerepan kasebut mboko sithik mudhun, nanging area sing kena pengaruh amba, tekan dawa gelombang ing ndhuwur 1 μm. Nanging, panyerepan UV nduweni pengaruh cilik marang serat optik kuarsa sing beroperasi ing wilayah inframerah. Contone, ing wilayah cahya sing katon ing dawa gelombang 0,6 μm, panyerepan ultraviolet bisa tekan 1dB/km, sing mudhun dadi 0,2-0,3dB/km ing dawa gelombang 0,8 μm, lan mung sekitar 0,1dB/km ing dawa gelombang 1,2 μm.
Mundhut panyerepan inframerah saka serat kuarsa diasilake dening getaran molekuler materi ing wilayah inframerah. Ana sawetara puncak panyerepan getaran ing pita frekuensi ing ndhuwur 2 μm. Amarga pengaruh macem-macem unsur doping ing serat optik, serat kuarsa ora mungkin duwe jendela mundhut sing endhek ing pita frekuensi ing ndhuwur 2 μm. Mundhut watesan teoretis ing dawa gelombang 1,85 μm yaiku ldB/km.Liwat riset, uga ditemokake manawa ana sawetara "molekul destruktif" sing nyebabake masalah ing kaca kuarsa, utamane rereged logam transisi sing mbebayani kayata tembaga, wesi, kromium, mangan, lan liya-liyane. 'Penjahat' iki kanthi rakus nyerep energi cahya ing sangisore cahya, mlumpat-mlumpat, nyebabake ilang energi cahya. Ngilangake 'tukang gawe masalah' lan nyuceni bahan sing digunakake kanggo nggawe serat optik kanthi kimia bisa nyuda kerugian kanthi signifikan.
Sumber panyerepan liyané ing serat optik kuarsa yaiku fase hidroksida (OH-). Wis ditemokake manawa hidroksida duwé telung puncak panyerepan ing pita kerja serat, yaiku 0,95 μm, 1,24 μm, lan 1,38 μm. Antarane, mundhut panyerepan ing dawa gelombang 1,38 μm minangka sing paling parah lan duwé dampak paling gedhé ing serat. Ing dawa gelombang 1,38 μm, mundhut puncak panyerepan sing diasilake déning ion hidroksida kanthi isi mung 0,0001 nganti 33dB/km.
Saka ngendi asale ion hidroksida iki? Ana akeh sumber ion hidroksida. Kapisan, bahan sing digunakake kanggo nggawe serat optik ngandhut kelembapan lan senyawa hidroksida, sing angel diilangi sajrone proses pemurnian bahan mentah lan pungkasane tetep ana ing bentuk ion hidroksida ing serat optik; Kapindho, senyawa hidrogen lan oksigen sing digunakake ing pabrik serat optik ngandhut sithik kelembapan; Katelu, banyu diasilake sajrone proses pabrik serat optik amarga reaksi kimia; Kaping papat yaiku mlebune udara njaba nggawa uap banyu. Nanging, proses pabrik saiki wis berkembang nganti tingkat sing cukup gedhe, lan kandungan ion hidroksida wis dikurangi dadi tingkat sing cukup endhek saengga pengaruhe marang serat optik bisa diabaikan.
Wektu kiriman: 23 Okt-2025