Ljusledare, ljusguide, ljusrör, ???

Lysdioder, Optiska sensorer, Fiberoptik, Displayer, Lasrar, Optiska kopplare
Användarvisningsbild
Glenn
Inlägg: 38475
Blev medlem: 24 februari 2006, 12:01:56
Ort: Norr om Sthlm
Kontakt:

Re: Ljusledare, ljusguide, ljusrör, ???

Inlägg av Glenn »

Inte kommunikation utan såndär fiber man drar igenom saker som larmar när den bryts, sen sitter det en kombinerad sändare/mottagare i ändan.

VI hade en hel del sånt på förra jobbet.
E Kafeman
Inlägg: 3900
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Ljusledare, ljusguide, ljusrör, ???

Inlägg av E Kafeman »

Det finns många varianter på fiber beroende på vad man ska använda den till.
Toslink- billig men höga förluster och låg bandbredd.
Kallas singlestep multimode vilket innebär att det är en enda ljusledande fiber med ett enda brytningsindex. Får därför kraftigt ökade läckage när fiberns böjs och överföringsförluster ökar.
De mest avancerade fibrerna för långa överföringsavstånd är av glas.
I huvudsak två varianter, enklaste billigaste som bl.a används till drönare är sk multimode graded index.
När den tillverkas börjar den som en kort grov stav. Staven beläggs med ett nytt lager glas men med större brytningsindex än innersta lagret. Det förekommer att man lägger på 30 lager ovanpå varandra med successivt större brytningsindex.
Slutligen drar man ut den kanske meterlånga staven till en 100 km lång tråd.
Fibern ges mekaniskt skydd genom olika lager av isolering om den ska förläggas. För drönare lindas den upp oskyddad på spole.
Tack vare de olika lagerna av index kan ljus inte reflekteras ut utan koncentreras till att färdas mitt i ledaren även vid skarpa böjar.
Trots komplicerad tillverkningsprocess är fibern mycket billig.
Fibertypen kalls multimode graded index.

En annan typ av fiber är fibern så tunn att ljus får bara rum att lysa i en riktning. Kallas därför "singlemode". Fibern är för smal för att medge reflektioner i fiberns väggar. Man använder ultrarent glas som dämpar minimalt. Fibern blir kritisk att terminera och svår att skarva utan större förluster men medger långa överföringsavstånd med små förluster och med stabil hög bandbredd. Sådan glasfiber har en diameter på ca 10 um vilket är typ en hundradel av ett hårstrå.
Eftersom ljuset som färdas i den fibern inte får utrymme nog att kunna reflekteras mot väggarna behövs inga ytterligare reflekterande lager förutom mekaniskt skydd,
profiles.png
https://www.thefoa.org/tech/ref/basic/fiber.html

Att överföra enkel lysdiodindikering eller ljuskällor inom en apparat, där kan det vara svårt att fokusera så att lysdiodens avgivna ljus verkligen trycks in i ljusledaren utan allt för mycket spill. Enkel variant är att ta 5 mm lysdiod som man skär av toppen mha Dremel och ssedan limmar på en 5 mm glasfiberstav med klart lim eller om avanccerat, en droppe silikonolja som övergång. Det finns halvflexibla glasfiber-ledare för ändamålet och det är relativt billigt:
https://www.aliexpress.com/item/1005003364975624.html

Både för enskilda fiber och när man buntar samman flera, se fiberändarna som små optiska linser. När de är klippta med avbitartång är det rätt usla linser med stora ljus-förluster.

Man kan planslipa ändar till optisk kvalitet men beroende på fiber-typ och egna funktions-krav kan det duga att hetta upp ändarna med cigarettändare och trycka de mjuka ändarna mot en slät yta.
Då det är plast-fiber är de mycket mer lätthanterligt än fiber av glas.
Som påpekats är de riktigt tunna fiberbitarna som kan uppstå när man arbetar med glas
väldigt lätt att få i fingertoppar. Man blir öm men det är svårt att se orsaken.
Det är ungefär som att vara lite svettig om armarna och isolera hus med vit glasfiber-ull utan att skydda sej med rymddräkt.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
MadModder
Co Admin
Inlägg: 32155
Blev medlem: 6 september 2003, 13:32:07
Ort: MadLand (Enköping)
Kontakt:

Re: Ljusledare, ljusguide, ljusrör, ???

Inlägg av MadModder »

Cylindern med 100km fiber i Ukrainas fiberoptiska drönare är singlemode-fiber. Det börjar bli lite småbrist på fiber just pga det så priserna har ökat. Vi använder uteslutande singlemode i transportnäten.
Multimode används på korta avstånd, typiskt inom samma fastighet.
För drönare bör man hålla sig under 2km med multimode. Den modala dispersionen gör ganska snabbt att det till slut inte går att urskilja ljuspulserna.
Drönarna kör med minst 100 Mbit/s.
Med 1Gbit/s får man nöja sig med max 1km med multimode OM5.
Med single mode däremot går det lätt att köra 1Gbit/s över 10 mil.

Och det är inte särskilt svårt att skarva single mode-fiber med rätt prylar och få en dämpning på bara 0,05dB.
Får man oftast mer än 0,1dB ska man nog fundera på vad man håller på med.

Det är kärnan i en single mode-fiber som är 8-10µm, och claddingen (med lägre brytningsindex) har en typisk ytterdiameter på 125µm.
Kärnan är dopat kvartsglas (med germaniumdioxid för att höja brytningsindex), och claddingen/manteln av helt rent kvartsglas.

Manteln måste ju ha lägre brytningsindex för att man ska få en totalreflektion inifrån sett.
Jämför med att simma under vattnet och titta upp mot luften en bit fram.
Det gäller även multi mode. Om manteln skulle ha högre skulle ljuset vika av ut ur fibern fortare än kvickt.
Det är ju därför ljusledare i plast med bara luft runt faktiskt funkar alls. Glas mot glas med väl anpassad skillnad i brytningsindex är ju dock överlägset glas-luft eftersom man vill ha en låg vinkel för totalreflektion. :)
Samt att gränsen mellan glas-glas är mycket slätare relativt glas-luft där man får problem med scattering.

Sen så är det ett tunt lager akrylat även på en enkel lös fiber upplindad på en spole, för fibern är väldigt ömtålig utan det.
Fiber till drönare görs dock tunnare än 125µm för annars får det inte plats så mycket. Men det är fortfarande kärna+mantel+akrylat.

En liten rulle med 50km single mode-fiber.
Skärmbild 2026-04-17 214259.png
Hur var det nu med att skriva felaktigheter i forumet som om det vore fakta...
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Skriv svar