အလင္းဖန္နန္းၾကိဳးမွ်င္ အေၾကာင္း သိေကာင္းစရာ(အပိုင္း -၁)

ဒီ အလင္းဖန္နန္းၾကိဳးမွ်င္ အေၾကာင္းေလးကို စေရးဖို႕ ေတာ္ေတာ္စဥ္းစားခဲ့ရပါတယ္။ ဘာေၾကာင့္လည္းဆိုေတာ့ ကၽြန္ေတာ္တို႕ သင္ခဲ့ရတဲ့ သင္တန္းက ခြင့္ၿပဳခ်က္လည္း မေတာင္း ေနာက္ၿပီး ဒီသင္ခန္း စာေတြကို သင္ေပးခဲ့တဲ့ ဆရာဦးတင္စိုး(လိုင္းနွင့္ ေကဘယ္လ္ သင္တန္းငွာန) ငွာနမွုး (လက္ေထာက္အင္ဂ်င္နီယာ) ကြယ္လြန္အား ရည္စူး၍ ေရးခ်င္ခဲ့တာလည္း တစ္ေၾကာင္း ၿပီးေတာ့ fiber အေၾကာင္းကို သိခ်င္ေသာ မသိေသးေသာ အေၿခခံ မရိွေသးတဲ့သူေတြအတြက္ ရည္ရြယ္ၿပီး သင္တန္းမွ စာမ်ားကို တင္ၿပေပးလိုက္ပါတယ္။ အကယ္၍ အမွားမ်ားရွိမယ္ ကၽြန္ေတာ့ အၿပစ္က ၾကီးမယ္ဆိုရင္လည္း ဒီေနရာကေန အနဴးအညြတ္ေတာင္းပန္လုိက္ပါတယ္ခင္ဗ်ာ။ ၿပီးေတာ့ ဆရာဦးတင္စိုး (ကြယ္လြန္) အား ၏ ေနရာမွေန၍ ဒီပို႕စ္ ၿဖင့္ ကန္ေတာ့ ပါသည္။ ဆရာ ေကာင္းရာသုဂတိ လားပါေစ။!
မိတ္ဆက္ (Intorduction)
အလင္းေရာင္သည္ လူသားမ်ားအတြက္ သဘာ၀က ေပးေသာ လက္ေဆာင္တစ္ခုၿဖစ္သည္။ လူသားသည္ ေလာကၾကီးသို႕ေရာက္ရွိလာသည္ႏွင့္ အလင္းေရာင္နွင့္ စတင္ထိေတြ႕ရသည္။ယခု ေခတ္ကာလအထိ ကမၻာေပၚရွိ အခ်ိဳ႕ေသာ လူမ်ိဳးစုတို႕သည္ အလင္းကို ကိုးကြယ္ၾကသည္။ အလင္းေရာက္ကို လူသားတို႕အက်ိဳးၿပဳလုပ္ငန္းမ်ားတြင္ အသံုးခ် နိုင္ရင္ ေခတ္အဆက္ဆက္ ၾကိဳးပမ္းလာခဲ့ၾကသည္။ ထိုၾကိဳးပမ္းခ်က္မ်ား အနက္ အလင္းကို ဆက္သြယ္ေရးတြင္ အသံုးခ်နိုင္ရန္လည္း ၾကိဳးစားၾကသည္။ ေနာက္ဆံုး ယေန႕ေခတ္တြင္ ဖန္နန္းမွ်င္ကို တီထြင္ အသံုးခ်နိုင္သည့္ အဆင့္အထိ တိုးတက္လာခဲ့ေပသည္။
သတင္းအခ်က္အလက္မ်ား အပို႕ အယူ လုပ္ငန္းတြင္၊ အသံုးၿပဳေသာ ၾကားခံအမ်ိဳးမ်ိး (symmetrical cables, coxial cables, wave guide, radio ,etc...) ရိွရာတြင္ ဖန္မွ်င္သည္ သူမတူေအာင္ ထူးၿခားေကာင္းမြန္သည့္ အရည္အေသြးရွိေသာေၾကာင့္ ၊ တယ္လီဖုန္း အေ၀းလိုင္းမ်ား ၊ ေကဘယ္ ရုပ္ၿမင္သံၾကား လုပ္ငန္း မ်ားတြင္ သြယ္တန္းအသံုးၿပဳသည့္ ေကဘယ္လ္ အၿဖစ္္လည္းေကာင္း ၊ အစရွိသည္တို႕တြင္ အသံုးတြင္က်ယ္လာၾကသည္။
ဖန္မွ်င္သည္ အလြန္ေပါ့ပါးကာ ေသးသြယ္ၿခင္း ၊ လွ်ပ္စစ္ စက္ကြင္း သံလိုက္စက္ကြင္းတို႕ ၏ကပ္ညွိနိုင္မွဳ႕ ကင္းၿခင္း သတင္းအခ်က္အလက္ ေၿမာက္မ်ားစြာကို တခ်ိန္တည္းတြင္ ပို႕ယူလုပ္နိုင္ၿခင္း စြမ္းအားေလ်ာ့ပါး မွဳ႕မရွိသေလာက္ နည္းပါးၿခင္းေၾကာင့္ အကြာအေ၀း ရွည္လ်ားစြာ သြယ္တန္းအသံုးၿပဳနိုင္ၿခင္း စသည့္ အရည္အေသြးမ်ားရွိၿခင္းေၾကာင့္ဆက္သြယ္ေရးလုပ္ငန္း မ်ားတြင္ အလြန္ အေရးပါလာခဲ့သည္။ ဖန္မွ်င္ေကဘယ္လ္ မ်ားကို အသံုးၿပဳရာတြင္ လို္င္းအင္အား အလြန္မ်ားၿပားစြာ ဆက္သြယ္နုိင္သည္။ လိုင္းအင္အား မည္မွ် သံုးစြဲ နိုင္သည္ဟူေသာ သတ္မွတ္ခ်က္သည္ ဖန္မွ်င္ ေကဘယ္လ္ တြင္ ကန္႕သတ္မွဳ႕မရွိေပ ၊ ဖန္မွ်င္ေကဘယ္ ၏ ထိပ္စြန္းႏွစ္ဖက္ တြင္ တပ္ဆင္အသံုးၿပဳသည့္ စက္ကိရိယာ ၏ စြမ္းေဆာင္ ရည္ေပၚတြင္မူတည္ေနသည္။
ဖန္မွ်င္တြင္ ထူးၿခားသည့္ အားသာခ်က္မ်ားရွိသကဲ့သုိ႕ အားနည္းခ်က္မ်ားလည္း ရွိသည္။ အလြန္ေသးငယ္ေသာ မဖန္မွ်င္ကို ဆက္သည့္အခါ လုပ္ငန္းစဥ္မ်ားရွုပ္ေတြးၿပီး ကၽြမ္းက်င္ပညာရွင္မ်ား နွင့္ဖန္မွ်င္ ဆက္သည့္ အထူးကရိယာမ်ားလိုအပ္သည္။
မည္သိဳ႕ဆိုေစ ဖန္မွ်င္ေကဘယ္လ္ ေပၚေပါက္လာၿခင္းသည္ ဆက္သြယ္ေရးေလာကကို တစ္ေခတ္ေၿပာင္းေစခဲ့သည္။ လက္ရွိဆက္သြယ္ေရး ကြန္ယက္မ်ားနွင့္ ေကဘယ္လ္ ဆက္ေၾကာင္းမ်ားကို ဖန္မွ်င္ၿဖင့္ အစားထိုးသံုးစြဲ လာၾကသည္။
အေၿခခံသေဘာတရားမ်ား(Basic Notation)
အလင္းေရာင္တြင္ ဂုဏ္သတိၱ နွစ္မ်ိဳးရွိသည္။ အမွဳန္သေဘာေဆာင္ေသာ ဂုဏ္သတိၱနွင့္ လွိုင္းသေဘာ ေဆာင္ေသာ ဂုဏ္သတိၱ ဟူ၍ ၿဖစ္သည္။ လွိဳင္းသေဘာေဆာင္ေသာ ဂုဏ္သတိၱ ကို ဆက္သြယ္ေရး လုပ္ငန္း တြင္ အသံုးၿပဳသည္။ အလင္း၏ သေဘာေဆာင္ေသာ ဂုဏ္သတိၱသည္ လွ်ပ္စစ္ သံလိုက္လွိုင္း ဂုဏ္သတိၱအၿဖစ္ တည္ရွိသည္။ အလင္းသည္ လွိုင္းပံုသဏၰန္ ေရြ႕လ်ားၿပီး အလင္း၏ လွိဳင္းအလ်ား (Wave Length) နွင့္ တုန္နဳန္း (Frequency) တို႕ကို လွ်ပ္စစ္ သံလိုက္ ေရာင္စဥ္(Electromagnetic Spectrum) တြင္ေတြ႕ၿမင္နိုင္သည္။ မ်က္စိၿဖင့္ ၿမင္နိုင္သည့္ အလင္း(visible light)၏ လွို္င္းအလ်ားသည္ (380-780)နာနိဳ မီတာအတြင္းရွိသည္။ ခရမ္းလြန္ေရာင္ၿခည္(ultraviolet ray) ၏ လွိဳင္းအလ်ားသည္ (100-380)နာနိဳ မီတာအတြင္းရွိသည္။ ခရမ္းလြန္ေရာင္ၿခည္ သည္ ေနေရာင္ၿခည္တြင္လည္းေကာင္း ၊ကာဘြန္ ဂေဟ ဆက္ၿခင္းမွလည္းေကာင္း ထြက္ေပၚလာသည့္ အလင္းေရာင္တြင္လည္းေကာင္းပါရွိသည္။ခရမ္းလြန္ေရာင္ၿခည္ကို အနဳစိတ္ဓါတ္ပံုရိုက္လုပ္ငန္းတြင္ အသံုးၿပဳသည္။ လွိုင္းအလ်ား တိုေသာ ေရာင္ၿခသည္သည္ ပိုမို တိက်ၿပတ္သား ေသာပံုရိပ္ကို ရရွိနိုင္ေသာေၾကာင့္ တိက်ၿပတ္သားေသာ ပံုရိပ္မ်ားကို ရရွိရန္လိုအပ္သည့္အခါ ကင္မရာမ်ားတြင္ သံုးၿပဳၾကသည္။ ခရမ္းလြန္ေရာင္ၿခည္ သည္ အေရၿပားကို ေလာင္ကၽြမ္း ေစနိုင္ၿပီး မ်က္စိကို ကန္းေစနိုင္သည္။
အနီေအာက္ ေရာင္ၿခင္(Infra Red Ray) ၏ လွိဳင္းအလ်ားသည္ (780နာနို္မီတာ-1 မီလိီမီတာ) အတြင္း ရွိသည္။ အနီေအာင္ေရာင္ၿခည္ကို ေနေရာင္ၿခည္နွင့္ ခႏၶာကိုယ္မွ ထြက္သည့္ အပူေငြ႕တြင္ရွိသည္။ ဖန္မွ်င္ ဆက္သြယ္ေရးသံုးသည့္ အလင္း၏ လွိဳင္းအလ်ားသည္ (800-1600) နာနိဳမီတာ အတြင္းရွိသည္။ ဖန္မွ်င္တြင္ သံုးသည့္ အလင္းသည္ မ်က္စိၿဖင့္ မၿမင္နိဳင္ေသာ လွိဳင္းအလ်ားတြင္ ပါ၀င္ၿပီး အလင္းလႊတ္ ဒိုင္အုတ္ (LED) ေလဆာဒိုင္အုပ္ တို႕မွ ထြက္ရွိေသာ ေရာင္ၿခည္မ်ားၿဖစ္သည္။
အလင္းဆိုင္ရာ ရူပေဗဒ သေဘာတရားမ်ား
(၁) အလင္းသည္ ၾကားခံတသမတ္တည္း တြင္ေၿဖာင့္တန္းစြာ ၿဖတ္သြားသည္။
(၂) အလင္းဆိုင္ရာ သိပ္သည္းၿခင္းမတူသည့္ အလင္းေပါက္မ်က္နွာၿပင္ကို ၿဖတ္လွ်င္ အလင္းသည္ ေႏွးေကြးသြား သို႕ ယိုင္သြားသည္။
ရိုက္ေထာင့္(Incident angle) - ရိုက္လင္းတန္း နွင့္ မတ္မ်ဥ္းၾကားရွိေထာင့္ ၿဖစ္သည္။
ၿပန္ေထာင့္(Reflective angle) - ၿပန္လင္းတန္းနွင့္ မတ္မ်ဥ္းၾကားရွိ ေထာင့္ၿဖစ္သည္။
ယိုင္ေထာင့္(Refractive angle) - ယိုင္လင္းတန္းနွင့္ မတ္မ်ဥ္းၾကားရွိ ေထာင့္ ၿဖစ္သည္။
မွ်ေၿခေထာင့္(Criticle angle) - ယိုင္ေထာင့္ ၉၀ ံ ကိုၿဖစ္ေပၚေစသည့္ ရိုက္လင္းတန္းနွင့္ မတ္မ်ဥ္းၾကားရွိ ရိုက္ေထာင့္ ၿဖစ္သည္။
ယိုင္ညႊန္းကိန္း(Refracitve Index) - သည္ ေလာဟာနယ္ ကိုၿဖတ္သန္းသည့္ အလင္း၏ အလ်င္နွင့္ အလင္းေပါက္ မ်က္နွာၿပင္ကို ၿဖတ္သန္းသည့္ အလင္းအလ်င္အခ်ိဳးၿဖစ္သည္။
ေလဟာနယ္ ယိုင္ညႊန္းကိန္း = ၁.၀
ကမၻာ့ေလထု၏ ယိုင္ညႊန္းကိန္း = ၁.၀၀၀၂၉
ဖန္ ၏ ယိုင္ညႊန္းကိန္း =၁.၅
စိန္ ၏ ယိုင္ညႊန္းကိန္း = ၂.၀
ဖန္ထဲသို႕ၿဖတ္သန္းသည့္ အလင္း၏ အလ်င္သည္ ေလထဲတြင္ ၿဖတ္သန္း သည့္ အလင္း၏ အလ်င္ထက္ တစ္ဆခြဲပိုေနွးၿပီး ၊ စိန္ထဲသုိ႕ အလင္းၿဖတ္သန္းသည့္ အလ်င္သည္ ေလထဲတြင္ ၿဖတ္သန္းသည့္ အလင္း၏ အလ်င္ထက္တ၀က္သာ ရွိသည္။ မည္သည့္အလင္းေပါက္ မ်က္နွာၿပင္မဆို ၊ ေလဟာနယ္ထက္ ယိုင္ညႊန္းကိန္း ၾကီးသည္။
အလင္းဖန္မွ်င္ (Optical Fiber)
အလင္းတန္းတစ္ခုသည္ ဖန္ေခ်င္းအတြင္း ပိတ္မိလ်က္ လံုး၀အတြင္းသို႕ အလင္းၿပန္ၿခင္း ၿဖစ္စဥ္ၿဖင့္ ေရြ႕လ်ားသြားၿခင္းၿဖစ္သည္။ ထိုသုိ႕ေသာ လံုး၀ အတြင္းသို႕ အလင္း ၿပန္ၿခင္းၿဖစ္စဥ္ တြင္ ဖန္ေခ်ာင္းအတြင္း သို႕ ၀င္ေရာက္ေသာ အလင္းတန္း ၏ ရိုက္ေထာင့္သည္ မွ်ေၿခေထာင့္ (Criticle angle) ထက္ ၾကီးသည္။
ၿဖစ္တန္ေခ် ေထာင့္ (Acceptance Angle)
ဖန္မွ်င္တစ္ေလ်ာက္ အလင္းတန္း ေခ်ာေမြ႕စြာ ၀င္ေရာက္သြားေစနိုင္မည့္ အၾကီးဆံုး ရိုက္ေထာင့္ကို ေခၚသည္။
Numerical Aperture(NA)
ယင္းသည္ Acceptance Angle ၏ sign တန္ဖိုးၿဖစ္သည္။ ဖန္မွ်င္ေကဘယ္လ္ အတြင္းအလင္းတန္း ေခ်ာေမြ႕စြာ ေရြ႕လ်ားနိုင္ေရးအတြက္ NA ၏ တန္ဖိုးသည္ အလြန္အေရးပါေလသည္။
ဖန္မွ်င္ကို တည္ေဆာက္ရာတြင္ အဓိက အစိတ္အပိုင္းနွစ္ခုၿဖစ္ေသာ ၊ အနွစ္ Core ႏွင့္ အကာ Clad တုိ႕၏ ယိုင္ညႊန္းကိန္း (Refractive Index) မ်ား၏ ဆက္စပ္မွဳ႕ကို အေၿခခံကာ တည္ေဆာက္ထားသည္။ ယင္းတို႕မွာ
Step Index Fiber ႏွင့္ Graded Index fiber ဟူ၍ ၿဖစ္သည္။ Step Index Fiber တြင္ အတြင္းသား (core) ၏ Refractive index တန္ဆိုးအတြင္းသို႕ အတြင္းသားနွင့္ အၿပင္သားထိေတြ႕ေနသည့္ ေနရာတြင္ ရုတ္ခ်ည္းေၿပာင္းလဲသြားေစရန္တည္ေဆာက္ထားသည္။ Graded Index Fiber တြင္ အတြင္းသားနွင့္ အၿပင္သားထိေတြ႕သည့္ ေနရာမွစ၍ အနွစ္သား ဘက္သို႕ အလယ္ဗဟို အထိ တေၿဖးေၿဖး ေၿပာင္းလဲသြားေစရန္ တည္ေဆာက္ထားသည္။ ဖန္မွ်င္ထဲသို႕ ပို႕လႊတ္ေသာ အလင္းတန္း အေရအတြက္ ေပၚမူတည္ ၍ အမ်ိဳးအစား နွစ္မ်ိဳးထပ္မံ ခြဲၿခားထားၿပန္သည္။ ယင္းတို႕မွာ-
Single Mode Fiber ႏွင့္ Multi Mode Fiber တို႕ၿဖစ္သည္။