ஒளி இழைகள்

 

ஒளி இழைகள் (optic fibre)

 

ஒளியிழை என்பது மயிரிழை போன்ற மெல்லிய நீளமான பொருளின் நடுவே அதன் அச்சுப்பகுதியில் மட்டுமே சென்று ஒளியைக் கடத்தும் இழை. இது ஓர் அலைநடத்தி போன்று செயல்பட்டு  இழையின் இரு முனைகளுக்கிடையே ஒளியைக் கடத்தும் தன்மையுடையது. பொறியியல் பிரிவில் ஒளியிழைகளின் வடிவமைப்பு மற்றும் பயன்பாடுகள் இழை ஒளியியல் (fiber optics) என அழைக்கப்படுகின்றது. இதன் பயன்பாடு செய்தித் தொடர்பு மற்றும்  பரிமாற்ற வழிமுறைகளில் மிகுந்த முக்கியத்துவம் பெற்று வருகின்றது கணினியின் புள்ளி விவரங்களையும், , தொலைபேசியின் சமிக்கையலைகளையும்   ஒளியின் பண்புகளில் மாற்றங்களாக ஏற்றி, நெடுந்தொலைவு கடத்திச் செல்ல ஒளியிழைகள் பயன்படுகின்றது. ஒளியில் அலைபண்பேற்றம் செய்யப்பட்ட சமிக்கையலை கடலடியே கண்டம் விட்டு கண்டம் கடந்து செல்கின்றன . அதே போல உடலின் உள்ளுறுப்புக்களைச்  சோதனை செய்து , படம் பிடித்துக் காட்டவும்  பயன்படும் ஒளியிழைநோக்கி (fibrescope) போன்ற கருவிகளிலும் இந்த ஒளியிழை  பயன்படுகின்றது.

        திறந்த வெளியில் சமிக்கை அலைகள் ஏற்றப்பட்ட ஒளி அலைகளை ப் பரப்பிய போது அதன் பயனுறு திறன் மழை. மூடு பனி . வெப்பநிலையால் காற்றின் அடர்த்தியில் ஏற்படும் வேறுபாடுகள் ,தூசி போன்றவற்றால் பாதிப்படைகின்றது .மின் கம்பிகள் போன்று வழித்தடம் இருந்தால் ஒளியியல் செய்தித் தொடர்பின் பயனுறு திறனை அதிகரிக்கமுடியும் என்பதைத் தெரிந்து கொண்டவுடன் ,அது தொடர்பான முயற்சிகளை மேற்கொண்டனர். அலைபண்பேற்றம் செய்யப்பட்ட ஒளியலைகளுக்கு ஒருவழிச் செலுத்தியாக, வழித்தடமாகச் செயல்படுவது ஒளியிழைகளாகும். ஒளியலைகள்  அதிர்வெண் மிக்கவை ரேடியோ அலைகள் மற்றும் நுண்ணலைகளை விட அதிக அகலவிரிவுப் பட்டையைக் (band width) கொண்டுள்ளது ஆகையால், கூடுதலான செய்திகளை ஏற்றிச் செலுத்த இயலும்.. 2010 ஆம் ஆண்டில் கூகுள் நிறுவனம் ஒளியிழை தொலை தொடர்பு தொழில்நுட்பத்தைக்கொண்டு அதிவேக இணைய தொடர்புக ளை ஏற்படுத்தி வருகின்றது. இதன் வளர்ச்சி அடுத்தடுத்த கட்டங்களுக்கு முன்னேறி வியப்பை ஏற்படுத்திக்கொண்டிருக்கின்றது..இங்கு செப்புக் கம்பிகளுக்கு மாறாக கண்ணாடியிழைகள் பயன்படுத்தப்படுகிறன, ஏனென்றால் சமிக்கை அலைகள் இதனுள் பயணிக்கும் பொழுது அதன் ஆற்றல் குறைவாகவே இழக்கிறது;

ஒளியிழை வடிவமைப்பும்  செயல் முறையும்

ஒளியிழையில் உள்ளகம் (Core) என்ற உள்ளுறை மற்றும் அதை முழுமையாகக் கவர்ந்துள்ள காப்புறை  என்ற வெளியுறை (Cladding) உள்ளன. இவையிரண்டும் ஒரே மூலப்பொருட்களால் ஆனதாக இருந்தாலும் அல்லது வேறுபட்ட மூலப்பொருட்களால் ஆனதாக இருந்தாலும் அவற்றின் ஒளிவிலகல் எண்ணில் குறிப்பிடும்படியான வேறுபாடு இருக்குமாறு அதாவது உள்ளத்தின் ஒளிவிலகல் எண் காப்புறையின் ஒளிவிலகல் எண்ணைவிட அதிகமாக இருக்குமாறு, தகுந்த வேற்றுப்பொருட்களை கலந்து கொள்வார்கள். ஈரப்பதம் , வெப்பநிலை போன்றவற்றால் பதிப்படையாவண்ணம் ,காப்புறையை பிளாஸ்டிக் போன்ற பொருட்களால் போர்வைபோலச் (Jacket) சுற்றி அமைத்துக் கொள்வார்கள்.

 

ஒளியிழைகள் சிலிகா என்ற கண்ணாடியுடன் சில உலோக ஆக்சைடுகளைச் சேர்த்தும். நெகிழியாலும்  தயாரிக்கிறார்கள். கண்ணாடி  இழைகளில் உள்ளகம் சிலிகான் ஆக்ஸைடா லும் காப்புறை சிலிகான் ஆக்ஸைடு -பாஸ்பரஸ் ஆக்ஸைடு கலவையாலும் ஏற்படுத்திக்கொள்வார்கள். உள்ளகம் சிலிகான் ஆக்ஸைடு மற்றும் ஜெர்மானியம் ஆக்ஸைடு இவற்றின் கலப்பாக இருந்தால் காப்புறையை  சிலிகான் ஆக்சைடாக அமைத்துக்கொள்வார்கள்.. பிளாஸ்டிக் ஒளியிழைகளில் உள்ளகம் பல்ம ஸ்டைரீன் (Poly Styrene ) என்ற நெகிழியாலும் காப்புறை மீதைல் மீத்தா கிரை லேட்  (Methyl metha crylate )என்ற நெகிழியாலும் ஏற்படுத்திக் கொள்கின்றார்கள். பிளாஸ்டிக் ஒளியிழைகளுக்கு ப் பலவிதமான நெகிழிகள் பயன்படுகின்றன

 

ஒளியலை  முழு அக எதிரொளிப்பு (Total internal reflection ) என்ற செயல்முறையில் ஒளியிழை வழி கடந்து செல்கின்றது. ஒளி ஓர் ஊடகத்தில் நேர்கோட்டில் பயணிக்கும். ஓர் ஊடகத்திலிருந்து மற்றொரு ஊடகத்திற்குக் கடந்து செல்லும் போது ,அவற்றின் ஒளிவிலகல் எண்களின் வேறுபாட்டிற்கு ஏற்ப ஒளிவிலக்கத்தைப் பெறுகின்றது ...இது ஒளிவிலகல்  எண் குறைந்த ஊடகத்திலிருந்து ஒளிவிலகல் எண்  மிகுந்த ஊடகத்திற்குச் செல்லும் போது நிகழ்கின்றது . ஒளிவிலகல் எண்  மிகுந்த ஊடகத்திலிருந்து ஒளிவிலகல்  எண் குறைந்த ஊடகத்திற்குச் செல்லும் போது ஒரு குறிப்பிட்ட படுகோணத்திற்கு உட்பட்ட கோணங்களில்  விழும் ஒளி முழுவதுமாக எதிரொளிக்கப்பட்டுவிடுகின்றது . அது அடுத்த ஊடகத்திற்கு கடந்து செல்வதில்லை. ஒளியிழை அந்நிலையில் அலைச் செலுத்தி போலச் செயல்படுகின்றது. மின்கம்பி வளைந்து நெளிந்திருந்தாலும் அதன்வழிச் செல்லும் மின்சாரம் உள்வாயிலிருந்து வெளிவாய் வரை கசிவின் றிச் செல்கின்றது. அது போல ஒளியிழை வளைந்து நெளிந்து சுருண்டு இருந்தாலும்  ஒளி அதன் அச்சை ஒட்டியே கடந்து செல்கின்றது .

 

 

ஒளியிழைகளில் ஒளி பரவும் முறை பொருத்து அதை ஒற்றைப் (Single Mode) பரவல் ஒளியிழை என்றும், பலவகைப்  பரவல் ஒளியிழை என்றும் கூறலாம். பலவகைப்  பரவல் ஒளியிழைகள் பெரும்பாலும் அதிக உள்ளக விட்டம் கொண்டதாகவும், ஓரளவு குறுகிய  தொலைவுத் தொடர்புகளுக்கு மட்டுமே பயன்படுத்துவதாகவும், உயர் ஆற்றலை கடத்துவதாகவும் அமைந்துள்ளது. ஒற்றைப் பரவல் ஒளியிழைகள்  1 கி. மீ   மேற்பட்ட தூரத்திற்குப் பயன்படுகின்றது ..

 

ஒளியிழைகளில் ஒளி பரவும் முறை பொருத்து அதை ஒற்றைப் (Single Mode) பரவல் ஒளியிழை என்றும், பலவகைப்  பரவல் ஒளியிழை என்றும் கூறலாம். பலவகைப்  பரவல் ஒளியிழைகள் பெரும்பாலும் அதிக உள்ளக விட்டம் கொண்டதாகவும், ஓரளவு குறுகிய  தொலைவுத் தொடர்புகளுக்கு மட்டுமே பயன்படுத்துவதாகவும், உயர் ஆற்றலை கடத்துவதாகவும் அமைந்துள்ளது. ஒற்றைப் பரவல் ஒளியிழைகள்  1 கி. மீ   மேற்பட்ட தூரத்திற்குப் பயன்படுகின்றது ..