Материалы дифракционных ветвителей в волоконно-оптических сетях на основе фуллеренов

materialy-difrakmaterialy-difrakcionnyh-vetviteley-v-volokonno-opticheskih-setyah-na-osnove-fullerenov-3cionnyh-vetviteley-v-volokonno-opticheskih-setyah-na-osnove-fullerenov-3 Материалы с уникальными свойствами

Для мира, где существуют современные топологии оптических сетей особую роль сыграл оптоволоконный разветвитель и его виды. Важным это стало из-за высокого уровня эффективности в работе схем оптических сетей. Волоконно-оптические разделители, также известные как разделители луча, — это пассивные оптические компоненты, которые могут разделить падающие световые лучи на два или больше. Этот прибор имеет в конструкции много входов и выходов. И каждый раз при необходимости разделения передачи света по сети его применяют из соображений удобства соединений в сети.

В ситуации, при которой сигнал светом передают в одномодовом волокне, энергия света не в силах во всей мере сосредоточиться в самом сердце волокна. Относительно малое количество полученной энергии распределяется в оболочке волокна.

materialy-difrakcionnyh-vetviteley-v-volokonno-opticheskih-setyah-na-osnove-fullerenov-7

Проще говоря, когда оба волокна располагаются очень близко один к другому, волокно, которое излучает свет в оптоволокне способно проникнуть во второе волокно. Из этого следует, что метод перераспределений оптических сигналов можно реализовывать сразу в разных волокнах. Результатом этого и стало появление оптоволоконных разветвителей.

Надежные материалы для сетей

Оптические волокна начали интенсивно развивать около 50 лет назад. Телекоммуникационная инфраструктура, ее возможности, которые основаны на оптических волокнах и благодаря им реализуемые, быстро расширились по всему миру. Спрос на телекоммуникационные мощности растет вместе с быстрым развитием современного информационного общества на базе Интернета.

materialy-difrakcionnyh-vetviteley-v-volokonno-opticheskih-setyah-na-osnove-fullerenov-1

В связи с быстрым внедрением передовых беспроводных, Wi-Fi и кабельных технологий в последние годы, долгожданный бум сетей с максимальной скоростью передачи сотовых данных провоцирует более интенсивное развитие науки в направлении улучшения свойств оптических волокон. Вопрос поиска более надежных и эффективных материалов для создания производительных сетей остается актуальным.

Полимерные оптические волокна с фуллеренами были разработаны на основе кремнеземных оптических волокон. Из-за значительно большего затухания материала, они были ограничены компонентами с более низкой скоростью передачи данных и более короткими расстояниями. Поэтому применение фуллереновых материалов дифракционных ветвителей долгое время было омрачено успехом кварцевых волокон.

materialy-difrakcionnyh-vetviteley-v-volokonno-opticheskih-setyah-na-osnove-fullerenov-5

Тем не менее, продолжающийся прогресс и появление новых технологий полимерных оптических волокон на основе фуллерена сделали их свойства очень привлекательными для многих промышленных использований.

Синтез и разработка макромолекул — одно из главных достижений в поисках новых материалов для практического применения. И хотя наука о полимерах в настоящее время хорошо развита и может считаться полностью обоснованной, это не относится к полимерам, содержащим фуллерены, которые были получены только в течение последнего десятилетия.

Фуллерены представляют собой высоко симметричные молекулы, состоящие только из атомов углерода, которые были тщательно изучены в течение последних двух десятилетий.

materialy-difrakcionnyh-vetviteley-v-volokonno-opticheskih-setyah-na-osnove-fullerenov-4

С момента получения фуллерена C60 в количествах, составляющих несколько граммов в 1990 г. было синтезировано большое количество химически модифицированных фуллеренов, и были получены сообщения о выдающихся структурных, магнитных, сверхпроводящих, электрохимических и фотофизических свойствах.

Дифракционные ветвители на основе фуллеренов

Неослабевающий интерес к фуллеренам позволил изучить множество возможностей, которыми обладают эти углеродные наноструктуры в многих сферах и, в частности, в волоконно-оптических сетях, а также в развивающейся области нанонауки и нанотехнологий.

Фуллерены обладают высокой химической стабильностью, большой удельной поверхностью, хорошей электропроводностью и уникальной трехмерной структурой.

materialy-difrakcionnyh-vetviteley-v-volokonno-opticheskih-setyah-na-osnove-fullerenov-8

В структурированных наносоединениях более крупные фуллерены менее растворимы, чем более мелкие наноэлементы. Эти и многие другие уникальные характеристики применяют для синтеза фуллеренов и полимеров.

Комбинация фуллеренов и химии полимеров — это междисциплинарная область, в которой все знания по синтезу и изучению природных, а также искусственных макромолекул могут быть применены к фуллеренам для создания новых архитектур на основе фуллеренов с беспрецедентными свойствами и реальными компонентами.

Полимерные оптические волокна изготавливаются из доступных материалов, тем интереснее использование в ветвителях упомянутого фуллерена. Дифракционные ветвители, изготовленные из компонента на основе фуллерена, намного безопаснее и проще в обращении.

materialy-difrakcionnyh-vetviteley-v-volokonno-opticheskih-setyah-na-osnove-fullerenov-6

Наноматериал обладает большей устойчивостью к изгибу, ударам и вибрации по сравнению с оптическими волокнами из диоксида кремния, с которыми необходимо обращаться осторожно и аккуратно.

Из-за своей исходной структуры трехмерные фуллерены по своей сути являются полезными каркасами для создания структур с высокой молекулярной массой.

materialy-difrakcionnyh-vetviteley-v-volokonno-opticheskih-setyah-na-osnove-fullerenov-2

Таким образом, сочетание обеих систем привело к появлению большого количества новых материалов, демонстрирующих привлекательные особенности, основанные на возможности настройки их свойств путем изменения химической природы компонентов или химической связи между ними.

Фуллерен — наносоединение, которое существует в разных модификациях. Это свойство успешно используют для подбора именно того преобразования ветвителей в волоконно-оптических сетях,  которое обеспечивает стабильное сверхпроводящее состояние. Добавление наносоединений в  материалы дифракционных ветвителей в волоконно-оптических сетях расширяет сферу использования микроэлектронных устройств специального назначения. 

Новые композиционные материалы для оптического противодействия — перспективная область. Фуллерен открывает возможности в разработке методик быстрого прототипирования технических приспособлений высокой сложности без дополнительных модификаций и изменений технологического процесса.

Оцените статью
Добавить комментарий

error: Alert: Content is protected! Внимание! Контент защищен!