অপটিক্যাল ফাইবার: সংশোধিত সংস্করণের মধ্যে পার্থক্য

বিষয়বস্তু বিয়োগ হয়েছে বিষয়বস্তু যোগ হয়েছে
WikitanvirBot (আলোচনা | অবদান)
বট বানান ঠিক করছে, কোনো সমস্যায় তানভিরের আলাপ পাতায় বার্তা রাখুন
WikitanvirBot (আলোচনা | অবদান)
বট বানান ঠিক করছে, কোনো সমস্যায় তানভিরের আলাপ পাতায় বার্তা রাখুন
৮ নং লাইন:
 
== ইতিহাস ==
যোগাযোগের মাধ্যম হিসেবে অপটিক্যাল কনসেপ্ট প্রথম আবিস্কার করেন ফরাসি বিজ্ঞানী Claude Chappe কর্তৃক ১৭৯০ সালে আবিস্কৃত অপটিক্যাল টেলিগ্রাফ। এই পদ্ধতিতে মনুষ্য অপারেটর এক টাওয়ার থেকে অন্য টাওয়ারে বার্তা পাঠাতো। কিন্তু পরে ইলেক্ট্রিক টেলিগ্রাফ আসায় এই পদ্ধতি অকেজো হয়ে যায়। পরবর্তীতে আলেকজান্ডার গ্রাহাম বেল ১৮৮০ সালে অপটিক্যাল টেলিফোন সিস্টেম আবিস্কার করেন যা ফটোফোন হিসেবে পরিচিতি লাভ করেছিল। তিনি বাতাসে আলোক সিগন্যালসিগণ্যাল পাঠানোর চিন্তা-ভাবনা করেছিলেন কিন্তু আবহাওয়া আলোকে যথার্থভাবে ট্রান্সমিট করতে পারতো না। ফলে তাঁর এই উদ্দেশ্য ব্যাহত হয়।
বর্তমান ফাইবারে যে আলোর পূর্ণ আভ্যন্তরীন প্রতিফলন হয়, তা আবিস্কার করেন সুইস পদার্থবিদ Daniel Collodon ও ফরাসি পদার্থবিদ Jacones Babinet ১৮৪০ সালে। এই ধারণা নিয়ে ১৯২০ সালে Henrich Lamm এবং Munich নামের এক ছাত্র টেলিভিশনের ইমেজ বা ছবি স্বচ্ছ কাঁচদণ্ডের মধ্য দিয়ে পাঠাতে সমর্থ হন। কিন্তু তাদের আবিস্কৃত ইমেজ কোয়ালিটি খুব একটা ভাল ছিল না।
এতদিন পর্যন্ত যেভাবে ট্রান্সমিশন করা হতো, তার সবই ছিল আনক্লাডিং। সেই কারণে বেশিরভাগ আলো চারদিকে ছড়িয়ে পড়ায় সিগন্যালসিগণ্যাল দূর্বল হতো। পরবর্তিতে আমেরিকান পদার্থবিদ Brian O'Brien সর্বপ্রথম ক্লাডিং অপটিক্যাল ফাইবার ব্যবহারে সমর্থ হন।
<!--
The history of dielectric optical lightguides goes back to [[Victorian era|Victorian]] times, when the total internal reflection principle was used to illuminate streams of water in elaborate public fountains. Later development, in the early-to-mid twentieth century, focused on the development of fiber bundles for image transmission, with the primary application being the medical [[gastroscope]]. The first fiber optic semi-flexible gastroscope was patented by [[Basil Hirschowitz]], C. Wilbur Peters, and Lawrence E. Curtiss, researchers at the [[University of Michigan]], in [[1956]]. In the process of developing the gastroscope, Curtiss produced the first glass-clad fibers; previous optical fibers had relied on air or impractical oils and waxes as the low-index cladding material. A variety of other image transmission applications soon followed.
৩১ নং লাইন:
 
[[চিত্র:Optical-fibre.svg|thumb|left|250px|ছবিতে মাল্টি-মোড অপটিক্যাল (multi-mode optical fiber) ফাইবার এ আলোর প্রবাহ দেখানো হয়েছে]]
বড় ব্যাসের (১০&nbsp;[[মাইক্রোমিটার|μm]] থেকে বড়) তন্তুর ধর্মাবলী আলোক জ্যামিতির সাহায্যে বিশ্লেষন করা যায়। তড়িৎ-চুম্বকীয় বিশ্লেষনে এ ধরনের তন্তুকে বলে ''মাল্টি-মোড ফাইবার (multi-mode fiber)''। স্টেপ-ইনডেক্স ফাইবারে আলোক রশ্মি তন্তুর কোর দিয়ে পূর্ণ আভ্যন্তরীন প্রতিফলনের মাধ্যমে প্রবাহিত হয়। যে সমস্ত রশ্মি কোর-ক্ল্যাডিং সীমানায় সঙ্কট কোণের চেয়ে বড় কোণে আপতিত হয় সেগুলো পরিপূর্ণভাবে প্রতিফলিত হয়। সঙ্কট কোণ, কোর ও ক্ল্যাডিং এর উপাদানের প্রতিসরাঙ্কের পার্থক্যের উপর নির্ভর করে। যে সমস্ত রশ্মি অল্প কোণে আপতিত হয় সেগুলো ক্ল্যাডিং এ প্রতিসরিত হয় যা কোরে আলোক প্রবাহের জন্য অনুপযুক্তঅণুপযুক্ত হয়ে যায়। এইভাবে পূর্ণ আভ্যন্তরীন প্রতিফলনের জন্য সর্বনিম্ন কোণ তন্তুর ''অ্যাকসেপ্টেন্স অ্যাঙ্গেল (acceptance angle)'' নির্ধারণ করে যা সাধারণভাবে [[নিউমেরিক্যাল অ্যাপারচার]] নামে পরিচিত। উচ্চ নিউমেরিক্যাল অ্যাপারচারের কোন তন্তু ব্যবহার করলে ট্রান্সমিটার বা প্রচারযন্ত্র এবং রিসিভার বা গ্রাহকযন্ত্র সহজে তন্তু দিয়ে আলোক সংকেত পরিবহন করতে পারে। কিন্তু কোরের কাছে বিভিন্ন কোণে আলোক রশ্মি প্রবাহিত হলে, উচ্চ নিমেরিক্যাল অ্যাপারচারের কোন তন্তুর বহু-পথে ছড়ানো (multi-path spreading), বা ''বিচ্যুতি (dispersion)'', ঘটে।
 
গ্রেডেড-ইনডেক্স ফাইবারের ক্ষেত্রে কোরের প্রতিসরাঙ্ক অক্ষ থেকে ক্ল্যাডিং এর দিকে ক্রমশ কমতে থাকে। এর ফলে আলো যখন ক্ল্যাডিং এর দিকে যায় তখন সরাসরি কোর-ক্ল্যাডিং তলে প্রতিফলিত না হয়ে সূক্ষ্মভাবে বেঁকে যেতে থাকে। এর ফলে বৃত্তচাপের মত আলোক পথ তৈরি হয় যার ফলে বহু পথে ছড়ানোর সমস্যা হ্রাস পায়। প্রতিসরাঙ্কের পরিবর্তন এমনভাবে করা হয় যাতে বিভিন্ন কোনে প্রবাহিত আলোকরশ্মির গতি প্রায় সমান হয়। আদর্শ প্রতিসরাঙ্কের পরিবর্তন অক্ষ থেকে দুরত্ব ও প্রতিসরাঙ্ক এর মধ্যকার অধিবৃত্তীয় সমীকরণের প্রায় কাছাকাছি।কাছাঁকাছি।
 
যেসব তন্তুর ব্যাস খুব কম (আলোর তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের সামান্য ছোট) সে রকম তন্তুতে কেবল একটি আলোক রশ্মি প্রবাহিত করা যায়। এ ধরনের অপটিক্যাল ফাইবারকে বলে ''সিঙ্গেল-মোড অপটিক্যাল ফাইবার (Single-mode optical fiber)'' অথবা ''মনো-মোড'' ফাইবার। তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের বিশ্লেষণ থেকে দেখা যায় পরিবাহিত আলোক শক্তি সম্পূর্ণভাবে কোরে বিরাজ করে না, ক্যাডিং এও শক্তির (বিশেষ করে মনো-মোড এর বেলায়) উল্লেখযোগ্য অংশ পরিবাহিত হয়।
৫৯ নং লাইন:
সাধারণত [[অবলোহিত রশ্মি]] অপটিক্যাল ফাইবার যোগাযোগে ব্যবহৃত হয়। তন্তুর শোষন (fiber absorption) ১৫৫০ ন্যানোমিটার আলোর জন্য সবচেয়ে কম এবং বিচ্যুতি (dispersion)১৩১০ ন্যানোমিটারে সবচেয়ে কম, ফলে এগুলোই তথ্য পরিবহনের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত। ৮৫০ ন্যানোমিটারে একটি ''লোকাল মিনিমাম'' পাওয়া যায়, যে তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের জন্য কম খরচে ট্রান্সমিটার ও রিসিভার বানানো যায়। ফলে এই তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায়শ স্বল্প দূরত্বের জন্য ব্যবহৃত হয়ে থাকে। অপটিক্যাল ফাইবার সাধারণত জোড়ায় জোড়ায় ব্যবহৃত হয়, যার প্রতিটি বিপরীত দিকে তথ্য আদান-প্রদানে ব্যবহৃত হয়।
 
যেহেতু কাচের প্রতিসরণাঙ্ক প্রায় ১.৫, ফাইবারে আলোর গতিবেগ প্রায় ২০০,০০০&nbsp;কিমি/সেকেন্ড, বা শূণ্যেশুন্যে আলোর গতির দুই তৃতীয়াংশ।
 
আধুনিক কাচের অপটিক্যাল ফাইবারের বেলায় সর্বোচ্চ দূরত্ব আলোর বিচ্যুতির (dispersion) কারণে সীমাবদ্ধ। অপটিক্যাল ফাইবারের এই বিচ্যুতি (Dispersion) বিভিন্ন কারণে হতে পারে। <!-- Intermodal dispersion, caused by the different axial speeds of different transverse modes, limits the performance of [[multi-mode fiber]]. Because single-mode fiber supports only one transverse mode, intermodal dispersion is eliminated. For single-mode fiber performance is limited by [[chromatic dispersion]], which occurs because the index of the glass varies slightly depending on the wavelength of the light, and light from real optical transmitters has nonzero spectral width. [[Polarization mode dispersion]], which can limit the performance of single-mode systems, occurs because although the single-mode fiber can sustain only one transverse mode, it can carry this mode with two different polarizations, and slight imperfections or distortions in a fiber can alter the propagation velocities for the two polarizations. Dispersion limits the bandwidth of the fiber because the spreading optical pulse limits the rate that pulses can follow one another on the fiber and still be distinguishable at the receiver.
৮৬ নং লাইন:
 
কোন কোন ক্ষেত্রে স্বল্প দূরত্বে অথবা কম ব্যান্ডউইডথরে কোন ব্যবস্থায়ও অপটিক্যাল ফাইবার ব্যবহৃত হতে পারে, কারণঃ
* তড়িৎ-চুম্বকীয় বাধা (ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিকইলেক্ট্রোম্যাগণেটিক ইন্টারফেরেন্স), আণবিক তেজস্ক্রিয়তা প্রতিরোধে অপটিক্যাল ফাইবার কার্যকর
* উচ্চ বৈদ্যুতিক রোধ, যার কারণে উচ্চ ভোল্টের বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতির মাঝেও ব্যবহার করা যায়
* হালকা ওজন, যা বিশেষ করে আকাশযানের ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ
১১৬ নং লাইন:
তেলকুপের তাপমাত্রা ও চাপের জন্য অপটিক্যাল ফাইবার সেন্সর তৈরি হয়েছে। এসব কাজের জন্য ফাইবার অপটিক উপযুক্ত কারণ অর্ধ-পরিবাহী সেন্সরগুলি এই তাপমাত্রা ও চাপ সহ্য করতে পারে না।
 
বোয়িং ৭৬৭ এর অপটিক্যাল গাইরোস্কোপ সেন্সর হিসেবেও অপটিক্যাল ফাইবার ব্যবহৃত হচ্ছে। কোন কোন গাড়ীতেওগাড়িতেও আজকাল অপটিক্যাল ফাইবার ব্যবহৃত হচ্ছে।
 
== অপটিক্যাল ফাইবারের অন্যান্য ব্যবহার ==