فایل ورد کامل مقاله فناوری فیبر نوری و سالیتون؛ تحلیل علمی، فنی و کاربردهای نوین در ارتباطات

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله فناوری فیبر نوری و سالیتون؛ تحلیل علمی، فنی و کاربردهای نوین در ارتباطات دارای ۴۸ صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله فناوری فیبر نوری و سالیتون؛ تحلیل علمی، فنی و کاربردهای نوین در ارتباطات  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه فایل ورد کامل مقاله فناوری فیبر نوری و سالیتون؛ تحلیل علمی، فنی و کاربردهای نوین در ارتباطات

چکیده

فیبر نوری و سالیتون

فوتونیک;

فیبر نوری

موجبرهای نوری

تاریخچه فیبر نوری

انواع کابل نوری

کاربردهای فیبر نوری

فن آوری ساخت فیبرهای نوری

روش های ساخت پیش سازه

مواد لازم در فرآیند ساخت پیش سازه

مراحل ساخت;

مفاهیم اصلی در فیبرهای نوری

ضریب شکست;

باز تاب داخلی کلی

انواع فیبر نوری

فیبر نوری تک مدی

فیبرهای تک منظوره

پی آمدهای سودمند

فیبر نوری نسل سوم

اتصال و پیوند

سالیتون

تاریخچه و کابردها

سالیتون‌ها در فیبرهای نوری

پاشندگی

موج پهن‌شده در طول پاشندگی

مدولاسیون خود فاز

تشکیل سالیتون نوری

لیزر سالیتونی

منابع

چکیده

فوتونیک علم ایجاد ‌، کنترل و آشکار کردن فوتونهایی که کاربرد آن از زندگی روزمره گرفته تا علوم پیشرفته را شامل می شود . از جمله نتایج خوبی که این علم به همراه داشته است اختراع فیبر نوری می باشد

فیبر نوری هبزار ساخته شده از شیشه یا پلاستیک است به قطر تار موی انسان نور را در طول خود جا به جا می کند . نور در داخل فیبر نوری بوسیله بازتاب کلی نگه داشته می شود . فیبر نوری شامل سه بخش هسته ، روکش Clading  و بافر رویه است . از لحاظ کلی دو نوع فیبر داریم : تک حالتی و چند حالتی . فیبر نوری کاربردهای فراوانی دارد

شاید یکی از عوامل رخ دادن انقلاب در فوتونیک استفاده از نوعی موج به نام سالیتون نوری در فیبرهای نوری باشد . سالیتونها نسل ویژه ای از پالسهای نوری هستند که جوابهای معادله غیر خطی شرودینگر (NLSE) که پالسهای درون فیبر توسط آن توزیح داده میشود ، می باشد . سالیتون به موج منفردی می گویند که با شکل ، ارتفاع و سرعت ثابت به انتشار و پیشروی در محیط ادامه میدهند

سالیتونها در بسیاری از زمینه ها مثل پلاسما ، زیست شناسی ، فیبرهای غیر خطی ، جو و ; وجود دارد

سالیتونها در فیبر نوری با به موازنه در آوردن دو نیروی مخالف ، پاشندگی و مدولاسیون خود فاز ایجاد میشود . به این ترتیب که مدولاسیون خود فاز منجر میشود که فرکانسهای پایین تر در سمت پیشرو و فرکانسهای بالاتر در سمت دنباله پالس باشد و این سبب chirt  شدن موج می شود . در حالیکه در پاشندگی غیر عادی فرکانسهای پایین تر آرام تر از فرکانسهای بالاتر حرکت می کنند بنابراین موج کمپرس پالس می شود . این کمپرس chirt  موج را از بین می برد و پهنای ابتدایی پالس در تمام طول فیبر حفظ می شود و سالیتون نوری تشکیل می شود

فیبر نوری و سالیتون

ظهور فیبرهای نوری انقلاب وتحولی در سیستم های ارتباط از راه دوردر تمام دنیا به وجود آورده است. که تبادل حجم زیاد وبی سابقه ای از اطلاعات را با سرعت نور ممکن می سازد البته این انقلاب را می توان به عرصه علم فوتونیک  نسبت داد. همانطور که پدیده های الکترونیکی نوظهور کیفیت زندگی را در قرن ۲۰ ارتقاء بخشید، ‌ علم فوتونیک هم قصد دارد این کار را در قرن ۲۱انجام دهد

فوتونیک

فوتونیک علم ایجاد، کنترل وآشکار کردن فوتون هاست. اگر بخواهیم تعریف ماکروسکوپیک ازفوتونیک ارائه دهیم باید این طور تعریف کردکه:فوتونیک علم تابش، ‌ ارسال، ‌ تقویت، آشکار سازی وتعدیل نور است. این شاخه از اپتیک نتایج بسیار خوبی راتا کنون در علم نور شناسی پدید آورده است، که اختراع نیمه رساناهای ساتع کننده نور در سال ۱۹۶۰ وفیبرنوری در سال ۱۹۷۰از جمله مهم ترین این یافته هاست

فوتونیک ارتباط تنگاتنگی با اپتیک دارد، اگر چه در کشفیات گذشته اپتیکی، ‌ کوانتومی بودن نور طی آزمایش اثر فوتوالکتریک توسط اینشتین در سال ۱۹۰۵توضیح داده شد ووسایل اپتیکی همچون لنز ها وآیینه های انکساری ووسایل مختلف دیگری تا قبل از سال ۱۹۰۰شناخته شدند اما کلید اصلی علم اپتیک کلاسیک یعنی اصل هویگنس، ‌ معادلات ماکسول ومعادلات موج وابستگی به خصوصیات کوانتومی نو ندارد. مفهوم فوتونیک تقریبا با اپتیک کوانتومی، ‌ الکترونیک کوانتومی، ‌ الکترواپتیک واپتو الکتریک که همگی جزء اپتیک مدرن می باشند، ‌ یکی است

اگرچه مصارف مختلف آنها  در زمینه های مختلف اعم از علمی، ‌ دولتی ومراکز خریدمتفاوت است. از آن جاییکه اپتیک کوانتومی اغلب در جریان پروژه های تحقیقاتی بنیادی مورد استفاده قرار می گیرد

فوتو نیک هم به مصرف تحقیقاتی وتو سعه ایی می آید. فوتونیک به طور ویژه به مباحث زیر توجه دارد

۱ خواص ذرات نور
۲ استفاده از فوتون ها در فناوری ساخت دستگاهای پردازش سیگنال
۳ استفاده از فناوری اپتیک کوانتومی که ما در به ساخت دستگاهایی با هزینه کم است
۴ ایجاد تناست با الکترونیک
دامنه کاربرد فوتونیک تا حدی گسترده است که از زندگی روزمره تاعلوم پیشرفته را شامل می شود، در این جا فقط به نام بردن برخی از این کار بردها می پردازیم
۱آشکار سازی نور
۲ارتباطات از راه دور (فیبر های نوری مخابراتی، ‌ مبدل های نوری به میکرو ویو. )
۳پردازش اطلا عات
۴روشنایی
۵اندازه گیری (اندازه گیدی فرکانس وزمان و تخمین مسافت)
۶طیف نمایی
۷ایجاد تصاویر لیزری
۸پزشکی (تصحیح ودرمان عیب بینایی، ‌ جراحی با لیزر، جراحی با آندسکوپی وایجاد ورفع خالکوبی های موضعی)
۹نظامی( حسگرهای مادون قرمز(IR)، کنتر ل وفرماندهی، ‌ ناوبری، ‌ عملیات تجسس ونجات، ‌کشف وهدف گیری)
۱۰ هنرهای دیواری (نمایش های لیزری، تصویر سازی های سه بعدی، ‌ وسایل پرتوافکنی)
۱۱ ساخت روبات
۱۲ کشاورزی
۱۳ علوم زیستی
۱۴ هوانوردی (ژیروسکوپ فوتو نیکی فاقد بخش متحرک)و

از جمله ابزارهای کاربردی که به لحاظ اقتصادی حائز اهمیت هستند نیمه رسانای فوتوتنیکی با کارایی مثبت اطلاعات اپتیکی توسط فیبر های نوری برای ارتبا طات از راه دور، چاپ لیزری (بر مبنای عکسبرداری)اجرای نمایش ها، ‌ لیزر های توان بالا با پمپ نوری)

فیبر نوری

فیبر نوری یک ابزار نوری شناخته شده از شیشه وپلاستیک است که نور را در طول خودجابه جا می کند. فیبر های نوری نتیجه ی همکاری علوم کاربردی و مخصوصی در طراحی و کار برد است

امروزه استفاده از فیبرهای نوری به دلیل مزیت های فوق العاده، ‌ در انتقال اطلاعات در طی مسیرهای طولانی باپهنای باند بسیار زیاد، ‌ بر دیگر ابزارهای ارتباطی گسترش یافته است

بدلیل از دست دادن اطلاعات در طی مسیر در ساخت فیبرهای نوری از فلزات استفاده نمی شود، در صورتیکه این فیبرها کاملا از هر گونه تداخل های مغناطیسی مصون هستند. طراحی فیبرها به گونه ای انجام شده که بتوان از آنها کاربردهای متنوعی همچون استفاده در فیبرهای لیزری وحسگرها را شاهد بود

نور در داخل فیبرهای نوری بوسیله باز تاب کلی نگاه داشته می شود واین سبب می شود که فیبر مثل یک مو جر عمل کند

توضیح: ساختار یک موجبربر پایه هدایت امواج (الکترو مغناطیسی، ‌ صوتی و. . . .) استوار است. بسته به نوع موج مورد استفاده ساختار موجبرها متفاوت است که درزیر به نمونه ای مرتبط با بحث از این موجبرها اشاره می کنیم

موجبرهای نوری

موجبرهای مورد استفاده در محدوده فرکانسی امواج نوری از نوع موجبرهای نارسانا هستند که در آنها از مواد نارسانا با ثابت دی الکتریک زیاد وبنابر این با ضریب شکست بالا استفاده شده است

که با موادی با ثابت دی الکتریک کم احاطه شده اند. ساختار منتقل کننده های نوری بر اساس

باز تاب کلی طراحی شده است . یک موج بر نوری، ‌ در حقیقت یک لوله نوری است که ازبدنه داخلی کاملا صیقلی  ومنعکس کننده نور تشکیل شده است که گاهی از آنها به عنوان نی های نوری در کاربرد های روشنایی استفاده می شود

سطح داخلی فیبرها ی نوری اغلب توسط فلزات خاصی جلا داده می شود وگاهی ممکن است توسط پوشاندن چندین لایه در سطح داخلی آنها نور را بوسیله باز تاب براگ هدیت کنند (این یک مورد خاص از فیبرهای کریستال فوتونی است)، ‌ روش دیگری که برای انعکاس درو نی در لوله های موج بر وجود دارد این است که دربخش میانی لوله، از یک منشور استفاده شود بطوریکه در داخل لوله انعکاس داخلی رخ دهد؛البته در مورد منشور، نورازگوشه های منشور نشت می کند که ازآن می توان به عنوان یکی از معایب منشور یاد کرد.)

فیبرهایی که باریکه های نوری درمسیرهای موازی ومتقا طع را از خود عبور میدهند، فیبرهای چند مددر (mmf)وفیبرهای نوری که تنها یک مد   نوری را از خود عبور می دهند فیبرهای تک مد ((smf هستند

فیبرهای نوری چند مد از ضخامت زیادی بر خوردارند واگر چه معمولا در مسیرهای کوتاه از آنها استفاده می شود ولی برای کاربردهای ارتباطی با توان بالا از آنها استفاده می شود

فیبرهای تک مد در ارتباطات ازراه دور نقش عمده ای دارند وتا مسافت های بالاتر از ۵۵۰ متر را تحت پوشش ارتباطی قرار می دهند

پیوند زدن فیبرهای نوری بسیار پیچیده اتصال کابل ها یا سیم های الکتریکی است. این فیبرهاباید با دقت بسیار بالایی به یکدیگر بپیوندند ودر اتصال آنها به هم لازم است که از روش مکانیکی یا ذوب دوسر آنها با استفاده از جرقه الکتریکی استفاده کنیم. البته امروزه بست های ویژه ای ساخته شده است که قابلیت جدا شدن دارند

تاریخچه فیبر نوری

دنیل کلادن نخستین فردی است که در سال ۱۸۴۲ توانست فواره‌ی نوری یا فیبر نوری را اختراع کند.  تصویر بالا یک تصویر منحصر به فرد از آخرین رونمایی این اختراع توسط کلان است

پس ازاختراع لیزر درسال ۱۹۶۰میلادی ایده به کار گیری فیبرنوری برای انتقال اطلاعات شکل گرفت. خبر ساخت اولین فیبر نوری در سال ۱۹۶۶هم زمان در انگلیس وفرانسه اعلام شد که عملا در انتقال اطلاعات مخابراتی قابل استفاده نبود تااینکه در سال ۱۹۷۶با کوشش فراوان پژوهندگان، تلفات فیبر نوری تولیدی شدیدا کاهش داده شد وبه مقداری رسید که قابل ملاحظه با سیم های هم محور به کار رفته در شبکه مخابرات بود

فیبر نوری از   پالس های نور برای انتقال داده هااز طریق تارهای سیلکون بهره می گیرد. یک کابل فیبر نوری که کمتر ازیک اینچ قطر دارد می تواند صدها هزار مکالمه صوتی راحمل کند. فیبرهای  نوری تجاری ظرفیت ۲۵گیگا بایت در ثانیه تا ۱۰گیگابایت درثانیه را فراهم می سازند

فیبر نوری ازچند ین لایه ساخته می شود. درونی ترین لایه را هسته شامل یک تار کاملا بازتاب کننده ازشیشه خالص است. هسته در بعضی از کابل ها از پلاستیک کاملا بازتابنده ساخته می شود،