דעטאַלירטע דערקלערונג פון אַבזאָרפּציע אָנווער אין אָפּטישע פיברע מאַטעריאַלס

דער מאַטעריאַל וואָס ווערט גענוצט צו פאַבריצירן אָפּטישע פֿאַזערס קען אַבזאָרבירן ליכט ענערגיע. נאָכדעם וואָס פּאַרטיקלען אין אָפּטישע פֿאַזער מאַטעריאַלן אַבזאָרבירן ליכט ענערגיע, פּראָדוצירן זיי וויבראַציע און היץ, און פֿאַרשפּרייטן די ענערגיע, וואָס רעזולטירט אין אַבזאָרפּציע פֿאַרלוסט.דער אַרטיקל וועט אַנאַליזירן די אַבזאָרפּשאַן אָנווער פון אָפּטיש פיברע מאַטעריאַלס.

מיר ווייסן אז מאַטעריע איז צוזאמענגעשטעלט פון אַטאָמען און מאָלעקולן, און אַטאָמען זענען צוזאמענגעשטעלט פון אַטאָם קערנס און עקסטראַנוקלעאַרע עלעקטראָנען, וואָס דרייען זיך אַרום דעם אַטאָם קערן אין אַ געוויסן אָרביט. דאָס איז פּונקט ווי די ערד אויף וועלכער מיר לעבן, ווי אויך פּלאַנעטן ווי ווענוס און מאַרס, דרייען זיך אַלע אַרום דער זון. יעדער עלעקטראָן האט אַ געוויסע מאָס ענערגיע און איז אין אַ געוויסן אָרביט, אָדער מיט אַנדערע ווערטער, יעדער אָרביט האט אַ געוויסן ענערגיע לעוועל.

די אָרביטאַלע ענערגיע לעוועלס נענטער צום אַטאָם קערן זענען נידעריקער, בשעת די אָרביטאַלע ענערגיע לעוועלס ווייטער אַוועק פון דעם אַטאָם קערן זענען העכער.די גרייס פון דעם ענערגיע לעוועל אונטערשייד צווישן אָרביטן ווערט גערופן דער ענערגיע לעוועל אונטערשייד. ווען עלעקטראָנען גייען איבער פון א נידעריקן ענערגיע לעוועל צו א הויכן ענערגיע לעוועל, דאַרפן זיי אַבזאָרבירן ענערגיע ביים קאָרעספּאָנדירנדיקן ענערגיע לעוועל אונטערשייד.

אין אָפּטישע פֿאַזערס, ווען עלעקטראָנען אויף אַ געוויסן ענערגיע לעוועל ווערן באַשטראַלט מיט ליכט פֿון אַ כוואַליע־לענג וואָס קאָרעספּאָנדירט צום ענערגיע־לעוועל־אונטערשייד, וועלן עלעקטראָנען וואָס געפֿינען זיך אויף נידעריק־ענערגיע־אָרביטאַלן איבערגיין צו אָרביטאַלן מיט העכערע ענערגיע־לעוועלס.דעם עלעקטראָן אַבזאָרבירט ליכט ענערגיע, ריזאַלטינג אין אַבזאָרפּשאַן אָנווער פון ליכט.

דער גרונט־מאַטעריאַל פֿאַרן פּראָדוצירן אָפּטישע פֿײַבערס, סיליקאָן דייאַקסײַד (SiO2), אַליין אַבזאָרבירט ליכט, איינס גערופֿן אולטראַוויאָלעט אַבזאָרפּציע און דאָס אַנדערע גערופֿן אינפֿראַרויט אַבזאָרפּציע. איצט אַרבעט פֿײַבער־אָפּטישע קאָמוניקאַציע בכלל נאָר אין דער כוואַליע־לענג פֿון 0.8-1.6 מיקראָמעטער, אַזוי מיר וועלן נאָר דיסקוטירן די פֿאַרלוסטן אין דעם אַרבעטס־געביט.

דער אַבזאָרפּציע שפּיץ וואָס ווערט גענערירט דורך עלעקטראָנישע טראַנזישאַנז אין קוואַרץ גלאָז איז אַרום 0.1-0.2 מיקראָמעטער כוואַליע לענג אין דער אולטראַוויאָלעט געגנט. ווי די כוואַליע לענג וואַקסט, פאַרקלענערט זיך איר אַבזאָרפּציע ביסלעכווייַז, אָבער די אַפעקטירטע געגנט איז ברייט, דערגרייכנדיק כוואַליע לענג העכער 1 מיקראָמעטער. אָבער, UV אַבזאָרפּציע האט קליינע ווירקונג אויף קוואַרץ אָפּטישע פיבערס וואָס אַרבעטן אין דער אינפראַרעד געגנט. למשל, אין דער זיכטבארער ליכט געגנט ביי אַ כוואַליע לענג פון 0.6 מיקראָמעטער, קען די אולטראַוויאָלעט אַבזאָרפּציע דערגרייכן 1 דב/ק"מ, וואָס פאַרקלענערט זיך צו 0.2-0.3 דב/ק"מ ביי אַ כוואַליע לענג פון 0.8 מיקראָמעטער, און בלויז אַרום 0.1 דב/ק"מ ביי אַ כוואַליע לענג פון 1.2 מיקראָמעטער.

דער אינפֿראַרויט אַבזאָרפּציע פֿאַרלוסט פֿון קוואַרץ פֿאַזערן ווערט גענערירט דורך דער מאָלעקולאַרער ווייבריישאַן פֿון דעם מאַטעריאַל אין דער אינפֿראַרויט געגנט. עס זענען פֿאַראַן עטלעכע ווייבריישאַן אַבזאָרפּציע שפּיצן אין דער פֿרעקווענץ באַנד העכער 2 מיקראָמעטער. צוליב דעם השפּעה פֿון פֿאַרשידענע דאָפּינג עלעמענטן אין אָפּטישע פֿאַזערן, איז עס אוממעגלעך פֿאַר קוואַרץ פֿאַזערן צו האָבן אַ נידעריק פֿאַרלוסט פֿענצטער אין דער פֿרעקווענץ באַנד העכער 2 מיקראָמעטער. דער טעאָרעטישער לימיט פֿאַרלוסט ביי אַ כוואַליע לענג פֿון 1.85 מיקראָמעטער איז ldB/km.דורך פאָרשונג, איז אויך געפֿונען געוואָרן אַז עס זענען דאָ עטלעכע "דעסטרוקטיווע מאָלעקולן" וואָס מאַכן פּראָבלעמען אין קוואַרץ גלאָז, הויפּטזעכלעך שעדלעכע טראַנזישאַן מעטאַל פֿאַרפּעסטיקונגען ווי קופּער, אייַזן, קראָום, מאַנגאַן, אאַז"וו. די "שלעכטס" אַבזאָרבירן גרידיג ליכט ענערגיע אונטער דער באַלויכטונג פֿון ליכט, שפּרינגען און שפּרינגען אַרום, וואָס פֿאַראורזאַכט אַ פֿאַרלוסט פֿון ליכט ענערגיע. עלימינירן "טראָובלמייקערס" און כעמיש רייניקן די מאַטעריאַלן געניצט צו פּראָדוצירן אָפּטישע פֿאַזערס קען שטאַרק רעדוצירן פֿאַרלוסטן.

נאך א מקור פון אבסארפציע אין קווארץ אפטישע פיבערס איז די הידראקסייד (OH-) פאזע. מען האט געפונען אז הידראקסייד האט דריי אבסארפציע שפיצן אין דער ארבעטס באנד פון דער פיבער, וועלכע זענען 0.95 μm, 1.24 μm, און 1.38 μm. צווישן זיי, איז דער אבסארפציע פארלוסט ביי דער כוואליע-לענג פון 1.38 μm די מערסט שטרענגע און האט די גרעסטע השפעה אויף דער פיבער. ביי א כוואליע-לענג פון 1.38 μm, איז דער אבסארפציע שפיץ פארלוסט גענערירט דורך הידראקסייד יאנען מיט א אינהאלט פון נאר 0.0001 אזוי הויך ווי 33dB/km.

פון וואנעט קומען די הידראקסייד יאנען? עס זענען דא אסאך קוועלער פון הידראקסייד יאנען. ערשטנס, די מאטעריאלן גענוצט צו פאבריצירן אפטישע פיבערס אנטהאלטן פייכטקייט און הידראקסייד פארבינדונגען, וועלכע זענען שווער צו באזייטיגן בעת ​​דעם פראצעס פון רייניקונג פון רוי מאטעריאלן און בלייבן עווענטועל אין דער פארעם פון הידראקסייד יאנען אין די אפטישע פיבערס; צווייטנס, די וואסערשטאף און זויערשטאף פארבינדונגען גענוצט אין דער פאבריקאציע פון ​​אפטישע פיבערס אנטהאלטן א קליינע מאס פייכטקייט; דריטנס, וואסער ווערט גענערירט בעת דעם פאבריקאציע פראצעס פון אפטישע פיבערס צוליב כעמישע רעאקציעס; די פערטע איז אז דער אריינגאנג פון עקסטערנער לופט ברענגט וואסער פארע. אבער, דער פאבריקאציע פראצעס האט זיך איצט אנטוויקלט צו א באדייטנדיקן לעוועל, און דער אינהאלט פון הידראקסייד יאנען איז רעדוצירט געווארן צו א גענוג נידעריגן לעוועל אז זיין איינפלוס אויף אפטישע פיבערס קען איגנארירט ווערן.