Àlàyé Kíkún nípa Pípàdánù Ìfàmọ́ra nínú Àwọn Ohun Èlò Okùn Ojú

Ohun èlò tí a ń lò láti ṣe àwọn okùn opitika lè fa agbára ìmọ́lẹ̀. Lẹ́yìn tí àwọn èròjà inú àwọn ohun èlò opitika bá fa agbára ìmọ́lẹ̀, wọ́n máa ń mú ìgbọ̀n àti ooru jáde, wọ́n sì máa ń tú agbára náà ká, èyí tí yóò yọrí sí pípadánù ìfàmọ́ra.Àpilẹ̀kọ yìí yóò ṣe àgbéyẹ̀wò àdánù ìfàmọ́ra àwọn ohun èlò okùn optical.

A mọ̀ pé àwọn átọ̀mù àti mókúlùkù ló para pọ̀ di ohun èlò, àti pé àwọn átọ̀mù jẹ́ àwọn átọ̀mù àti àwọn elektrons tí ó wà ní ìta, tí wọ́n ń yípo yípo nucleus atom ní ìyípo kan pàtó. Èyí dà bí Ilẹ̀ Ayé tí a ń gbé lórí rẹ̀, àti àwọn pílánẹ́ẹ̀tì bíi Venus àti Mars, gbogbo wọn ló ń yípo yí Oòrùn ká. Elektron kọ̀ọ̀kan ní agbára kan pàtó, ó sì wà ní ìyípo kan pàtó, tàbí ní ọ̀rọ̀ mìíràn, ìyípo kọ̀ọ̀kan ní ìpele agbára kan pàtó.

Ipele agbara iyipo ti o sunmọ nucleus atomu kere si, lakoko ti ipele agbara iyipo ti o jinna si nucleus atomu ga ju.Ìwọ̀n ìyàtọ̀ ipele agbára láàárín àwọn ìyípo ni a ń pè ní ìyàtọ̀ ipele agbára. Nígbà tí àwọn elekitironi bá yípadà láti ipele agbára kékeré sí ipele agbára gíga, wọ́n nílò láti fa agbára ní ìyàtọ̀ ipele agbára tí ó báramu.

Nínú àwọn okùn opitika, nígbà tí a bá tan ìmọ́lẹ̀ sí àwọn elekitironi ní ìpele agbára kan pẹ̀lú ìmọ́lẹ̀ ìgbì omi tí ó bá ìyàtọ̀ ìpele agbára mu, àwọn elekitironi tí ó wà lórí àwọn orbital agbára kékeré yóò yípadà sí orbital tí ó ní ìpele agbára gíga.Ẹ̀rọ itanna yìí máa ń gba agbára ìmọ́lẹ̀, èyí sì máa ń yọrí sí pípadánù ìmọ́lẹ̀.

Ohun èlò pàtàkì fún ṣíṣe àwọn okùn optical, silicon dioxide (SiO2), fúnra rẹ̀ ló ń gba ìmọ́lẹ̀, èyí tí a ń pè ní ultraviolet absorption àti èkejì tí a ń pè ní infrared absorption. Lọ́wọ́lọ́wọ́, ìbánisọ̀rọ̀ optical fiber sábà máa ń ṣiṣẹ́ ní ìwọ̀n ìgbì 0.8-1.6 μm, nítorí náà a ó kàn sọ̀rọ̀ nípa àdánù ní agbègbè iṣẹ́ yìí.

Àkókò ìfàmọ́ra tí àwọn ìyípadà ẹ̀rọ itanna nínú gilasi quartz ń mú jáde jẹ́ ní ìwọ̀n ìgbì 0.1-0.2 μm ní agbègbè ultraviolet. Bí ìgbì gígun náà ṣe ń pọ̀ sí i, ìfàmọ́ra rẹ̀ ń dínkù díẹ̀díẹ̀, ṣùgbọ́n agbègbè tí ó ní ipa náà gbòòrò, ó ń dé ìwọ̀n ìgbì gígun tí ó ju 1 μm lọ. Síbẹ̀síbẹ̀, ìfàmọ́ra UV kò ní ipa púpọ̀ lórí àwọn okùn optical quartz tí ń ṣiṣẹ́ ní agbègbè infrared. Fún àpẹẹrẹ, ní agbègbè ìmọ́lẹ̀ tí a lè rí ní ìwọ̀n ìgbì gígun 0.6 μm, ìfàmọ́ra ultraviolet lè dé 1dB/km, èyí tí ó dínkù sí 0.2-0.3dB/km ní ìwọ̀n ìgbì gígun 0.8 μm, àti pé ó fẹ́rẹ̀ẹ́ tó 0.1dB/km ní ìwọ̀n ìgbì 1.2 μm.

Ìpàdánù ìfàmọ́ra infrared ti okun quartz ni a ń mú jáde nípasẹ̀ ìgbì molecule ti ohun èlò náà ní agbègbè infrared. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn òkè ìfàmọ́ra ìgbọ̀nsẹ̀ ló wà nínú ìlà ìgbì ìgbọ̀nsẹ̀ tí ó wà ní òkè 2 μ m. Nítorí ipa onírúurú àwọn èròjà doping nínú àwọn okùn optical, kò ṣeé ṣe fún àwọn okùn quartz láti ní fèrèsé ìpàdánù díẹ̀ nínú ìlà ìgbì ìgbọ̀nsẹ̀ tí ó wà ní òkè 2 μ m. Ìpàdánù ààlà ìwádìí ní ìlà ìgbì ìgbì 1.85 μ m jẹ́ ldB/km.Nípasẹ̀ ìwádìí, a tún rí i pé àwọn “molecule apanirun” kan wà tí ó ń fa ìṣòro nínú gilasi quartz, pàápàá jùlọ àwọn ohun ìdọ̀tí irin ìyípadà tó léwu bíi bàbà, irin, chromium, manganese, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ. Àwọn “aláìní-ìwà-bí-ẹlẹ́yà” wọ̀nyí máa ń gba agbára ìmọ́lẹ̀ lábẹ́ ìmọ́lẹ̀, wọ́n máa ń fò sókè, wọ́n sì máa ń fò sókè, èyí sì máa ń fa àdánù agbára ìmọ́lẹ̀. Lílo àwọn ohun tó ń fa ìṣòro àti mímú àwọn ohun èlò tí a fi ń ṣe àwọn okùn ojú ìṣàn jáde pẹ̀lú kẹ́míkà lè dín àdánù kù gidigidi.

Orísun ìfàmọ́ra mìíràn nínú àwọn okùn optical quartz ni ìpele hydroxide (OH -). A ti rí i pé hydroxide ní àwọn òkè ìfàmọ́ra mẹ́ta nínú ìpele iṣẹ́ okùn náà, èyí tí ó jẹ́ 0.95 μ m, 1.24 μ m, àti 1.38 μ m. Láàrín wọn, ìfàmọ́ra ní ìpele ìfàmọ́ra 1.38 μ m ni ó le jùlọ, ó sì ní ipa tó ga jùlọ lórí okùn náà. Ní ìpele ìfàmọ́ra 1.38 μ m, ìfàmọ́ra téke tí àwọn ion hydroxide tí ó ní akoonu 0.0001 nìkan ń mú wá ga tó 33dB/km.

Níbo ni àwọn ion hydroxide wọ̀nyí ti wá? Ọ̀pọ̀lọpọ̀ orísun àwọn ion hydroxide ló wà. Àkọ́kọ́, àwọn ohun èlò tí a lò láti ṣe àwọn okùn opitika ní omi àti àwọn okùn hydroxide nínú, èyí tí ó ṣòro láti yọ kúrò nígbà ìwẹ̀nùmọ́ ohun èlò aise, tí ó sì wà ní ìrísí àwọn ion hydroxide nínú àwọn okùn opitika; Èkejì, àwọn okùn hydrogen àti atẹ́gùn tí a lò nínú ṣíṣe àwọn okùn opitika ní ìwọ̀n ọrinrin díẹ̀; Ẹ̀kẹta, omi ni a ń mú jáde nígbà ìṣiṣẹ́ àwọn okùn opitika nítorí àwọn ìṣesí kẹ́míkà; Ẹ̀kẹrin ni pé wíwọlé afẹ́fẹ́ òde ń mú omi èéfín wá. Síbẹ̀síbẹ̀, ìlànà ìṣelọ́pọ́ ti dàgbàsókè dé ìpele tó pọ̀, àti pé àkóónú àwọn ion hydroxide ti dínkù sí ìpele tó kéré tó bẹ́ẹ̀ tí a kò fi lè fojú fo ipa rẹ̀ lórí àwọn okùn opitika.