فائبر موڑنے کا نقصان اس سے مراد سگنل کا نقصان ہے جو اس وقت ہوتا ہے جب آپٹیکل فائبر ایک مخصوص رداس سے آگے جھک جاتا ہے۔ یہ رجحان ریشہ کے کور سے روشنی کے اخراج کی وجہ سے ہوتا ہے جب یہ کلیڈنگ سے گزرتا ہے۔ جب ایک ریشہ جھک جاتا ہے، تو روشنی کی شعاعیں کور کلیڈنگ انٹرفیس میں مکمل اندرونی عکاسی سے گزرتی ہیں۔ تاہم، اگر موڑنے کا رداس بہت چھوٹا ہے، تو کچھ روشنی کی شعاعیں کلیڈنگ سے نکل سکتی ہیں، جس کے نتیجے میں نقصان ہوتا ہے۔

فائبر موڑنے کا نقصان کئی عوامل پر منحصر ہے:

موڑنے کا رداس: موڑنے کا رداس جتنا چھوٹا ہوگا، موڑنے کا نقصان اتنا ہی زیادہ ہوگا۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ ایک چھوٹا موڑنے والا رداس روشنی کی شعاعوں کو زیادہ گھماؤ کا تجربہ کرنے کا سبب بنتا ہے، جس سے کلیڈنگ کے ذریعے رساو کا امکان بڑھ جاتا ہے۔

فائبر کی قسم: مختلف قسم کے ریشوں میں مختلف موڑنے والے نقصان کی خصوصیات ہیں۔ مثال کے طور پر، سنگل موڈ ریشوں میں عام طور پر ملٹی موڈ ریشوں کے مقابلے میں کم موڑنے والے نقصانات ہوتے ہیں۔

طول موج: موڑنے کا نقصان فائبر کے ذریعے منتقل ہونے والی روشنی کی طول موج کے ساتھ مختلف ہو سکتا ہے۔ کچھ طول موج دوسروں کے مقابلے میں زیادہ موڑنے والے نقصان کا تجربہ کر سکتی ہے۔

فائبر ڈیزائن: ریشے کا ڈیزائن، بشمول ریفریکٹیو انڈیکس پروفائل اور استعمال شدہ مواد، موڑنے کے نقصان کو متاثر کر سکتا ہے۔

کوٹنگ: فائبر پر لگائی جانے والی کوٹنگ کی قسم اور معیار اس کی لچک اور موڑنے کے نقصان کے خلاف مزاحمت کو متاثر کر سکتا ہے۔

موڑنے کے نقصان کو کم کرنے کے لیے، آپٹیکل ریشوں کو احتیاط سے ہینڈل کرنا اور ضرورت سے زیادہ موڑنے، خاص طور پر تیز موڑ سے بچنا ضروری ہے۔ فائبر آپٹک کیبلز کو اکثر حفاظتی تہوں اور کمک کے ساتھ ڈیزائن کیا جاتا ہے تاکہ موڑنے کے نقصان کو کم کیا جا سکے اور سگنلز کی قابل اعتماد ترسیل کو یقینی بنایا جا سکے۔

آپٹیکل فائبر کے استعمال میں، آپٹیکل نقصان کی ایک زیادہ پیچیدہ قسم مائیکرو موڑنے والا نقصان ہے۔ آلات اور آپٹیکل ریشوں کی نشوونما کے ساتھ، مائیکرو موڑنے کا نقصان زیادہ تشویشناک نقصان کا عنصر ہے۔ ڈیوائس میں الیکٹریکل سوئچنگ کے بجائے زیادہ ڈائریکٹ آپٹیکل سوئچنگ متعارف کرائی گئی ہے، اور فائبر بہت چھوٹی جگہ میں طویل مدتی تناؤ کے لیے حساس ہے۔ فائبر کے لیے، پتلا ریشہ، چھوٹے قطر کا ریشہ، یا تو کوٹنگ کی موٹائی کو کم کرکے، یا کلیڈنگ کے قطر کو کم کرکے؛ اسی طرح ملٹی کور ریشوں کے لیے، کلیڈنگ کی موثر موٹائی بھی بہت کم ہو جائے گی، جس سے مائیکرو موڑنے کے نقصان کا خطرہ بڑھ جاتا ہے۔

مائیکرو موڑنے کا نقصان اور میکرو موڑنے کا نقصان لفظی طور پر موڑنے سے متعلق ہے، لیکن نقصان کے ہونے کے طریقہ کار کے نقطہ نظر سے ان کے درمیان واضح اختلافات ہیں۔ لہذا، عملی ایپلی کیشنز میں، نقصان کی نوعیت کے مطابق نقصان کو مائیکرو موڑ یا میکرو موڑ سے الگ کرنا بہت ضروری ہے، جس میں مسئلے کی صحیح جگہ اور مسئلے کو حل کرنے کا طریقہ شامل ہے۔

1. ہندسی اخترتی کے لحاظ سے

مائیکرو موڑنے کا نقصان دراصل فائبر کی معمولی خرابی سے متعارف کرایا جانے والا نقصان ہے، جبکہ میکرو موڑنے کا نقصان حقیقی موڑنے سے متعارف کرایا جانے والا نقصان ہے، اور فائبر کا بیرونی قطر مثالی مستقل رہتا ہے۔ اس سے جیومیٹری میں واضح فرق پڑتا ہے۔ فائبر کی چھوٹی اخترتی کو فائبر کی طولانی سمت میں ہندسی فریم کی اعلی تعدد کی خرابی کے طور پر سمجھا جاسکتا ہے۔ اس گڑبڑ کی دو صفات ہیں: طول و عرض اور تعدد۔ مائیکرو موڑ کا منظر ہائی فریکوئنسی اور کم طول و عرض سے آتا ہے۔ بیرونی خلل کو نقل کیا جا سکتا ہے، اور اس کی فریکوئنسی اور طول و عرض وقت کے ساتھ تصادفی طور پر تبدیل ہوتے ہیں۔ اس بے ترتیب تغیر کے فوئیر ٹرانسفارم کو لیتے ہوئے، طول و عرض طاقت کے مساوی ہے، اور پاور سپیکٹرل کثافت اور مقامی تعدد کے درمیان ایک مساوی مطابقت پائی جاتی ہے۔

یہ سمجھنا اور قابلیت کا نتیجہ اخذ کرنا بھی بدیہی طور پر آسان ہے: جب خلل کی فریکوئنسی بہت زیادہ ہوتی ہے، تو فائبر کی خرابی یکساں ہوتی ہے، اور مائیکرو موڑنے والے نقصان کا اثر زیادہ نہیں ہوتا ہے۔ تاہم، جب خلل کی فریکوئنسی بہت کم ہوتی ہے، تو حقیقی موڑنے کا عمل بن سکتا ہے، اور میکرو موڑنے کا نقصان غالب ہوتا ہے۔

2. نقصان کے طریقہ کار سے

میکرو موڑنے والے نقصان میں، اس بات پر غور کیا جا سکتا ہے کہ فائبر میں بنیادی موڈ (سنگل موڈ فائبر) کی موڈ فیلڈ ڈسٹری بیوشن موڑنے والے حصے میں پھیل جاتی ہے، اور وہ حصہ جو کلیڈنگ میں گہرا پھیلتا ہے تابکاری بنائے گا اور آہستہ آہستہ کھو جائے گا۔ مائیکرو موڑنے والے نقصان میں، مثالی فائبر میں پھیلنے والے بنیادی موڈ کی طاقت کا ایک حصہ اضطراب کی حالت میں مختلف اعلیٰ ترتیب کے طریقوں سے جوڑا جاتا ہے۔ جیسے جیسے پھیلاؤ کا فاصلہ بڑھتا ہے، ان اعلیٰ ترتیب والے طریقوں کے ذریعے لے جانے والی طاقت اورن ٹین عنصری فائبر سے باہر نکلتی ہے، اور یقیناً اسے بنیادی موڈ میں دوبارہ جوڑا جا سکتا ہے۔

مائیکرو موڑنے والے نقصان کا تجزیہ عام طور پر موڈ کپلنگ تھیوری پر مبنی ہوتا ہے، اور بنیادی تعلق قدرے پیچیدہ ہے۔

جہاں C بنیادی موڈ اور اعلیٰ ترتیب والے طریقوں میں سے ایک کے درمیان جوڑنے کا گتانک ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ گائیڈڈ موڈ سے ہائر آرڈر موڈ یا کلیڈنگ موڈ (سنگل موڈ منظر نامے) میں کتنی طاقت کو جوڑا جائے گا۔ Qfiber براہ راست کشیدگی کے تحت فائبر کی خلل ہے، اور Qenv بالواسطہ تناؤ کے تحت خلل ہے جب ماحول تبدیل ہوتا ہے۔ اس ماڈلنگ کے تجزیے کی درستگی مشکل ہے کیونکہ مائیکرو موڑنے والے نقصانات کا سبب بننے والی گڑبڑیاں انتہائی بے ترتیب ہیں، لیکن تجزیہ کا مقصد ایک مضبوط رہنمائی فراہم کرنا ہے، اور بعض حالات میں، اضافی گتانکوں کو تخروپن کے نتائج کا تخمینہ لگانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

اولشانسکی نے ابتدائی مرحلے میں ایک مشاہداتی تعلق کا مطالعہ کیا اور اس کی تجویز پیش کی۔

a - کور کا رداس

b - cladding رداس

ڈیلٹا - اضطراری انڈیکس فرق

ای ای پولیمر کوٹنگ کا لچکدار ماڈیولس

مثال کے طور پر آپٹیکل فائبر گلاس کا لچکدار ماڈیولس

زیادہ تر استعمال کے معاملات میں، یہ رشتہ زیادہ مددگار ہوتا ہے۔

3. مائکرو موڑنے والے نقصان کا ذریعہ

مائکرو موڑنے والے نقصان کا ذریعہ بنیادی طور پر بیرونی عوامل ہیں۔ اگر فائبر کو بغیر کیبل بنائے صرف ننگے فائبر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، اگر خالی جگہ میں کوئی بیرونی قوت نہ ہو، تو مائیکرو موڑنے کے نقصان کا کوئی امکان نہیں ہے۔ اگرچہ خود فائبر کی ہندسی بے قاعدگی میں مائیکرو موڑنے کے نقصان کا امکان ہو سکتا ہے، لیکن خود فائبر کے مائیکرو موڑنے والے نقصان کے اثر کو نظر انداز کیا جا سکتا ہے کیونکہ فیکٹری ٹیسٹ میں نقصان کا امتحان پاس ہو چکا ہے۔ یہ صرف آپٹیکل فائبر کے مائیکرو موڑنے والے نقصان کے اثر و رسوخ پر غور کرتا ہے جو آپٹیکل کیبل یا ڈیوائس میں بیرونی فکسشن کے مطابق ہے۔

مائکرو موڑنے والے نقصان کے ذرائع بنیادی طور پر تین پہلوؤں سے آتے ہیں۔

سب سے پہلے خود فائبر کا ڈیزائن ہے۔ فائبر کا ڈیزائن خود مائیکرو موڑنے کے نقصان کا ذریعہ نہیں ہے، لیکن مائکرو موڑنے کی حساسیت کا تعین خود فائبر ڈیزائن سے ہوتا ہے۔ فائبر کور کا ڈیزائن بنیادی طور پر میک ویلیو سے متاثر ہوتا ہے۔ یہ Olshansky کے فیچر فارمولے سے مطابقت رکھتا ہے۔

MAC جتنا چھوٹا ہو گا، مائیکرو موڑنے کا نقصان اتنا ہی کم ہو گا اسی بیرونی ہنگامہ آرائی میں۔

یہ مخصوص فائبر میں جھلکتا ہے، عام طور پر G657 فائبر میں G652 فائبر سے کم مائیکرو موڑنے کا نقصان ہوتا ہے۔

اگرچہ بنیادی رداس کو کم کرنے اور اضطراری انڈیکس کے فرق کو بڑھانے سے مائیکرو موڑنے والے نقصان کو کم کیا جا سکتا ہے، لیکن فائبر کے پیرامیٹرز اور فائبر کی معیاری کاری کے درمیان ارتباط کا صرف ایک پیرامیٹر کو تبدیل کرنے کے منظر نامے میں موجود ہونے کا امکان نہیں ہے جب کہ دیگر میں کوئی تبدیلی نہیں ہے۔ لیکن رجحان جاری ہے۔

فائبر میں کلیڈنگ کا ڈیزائن بھی بہتری لا سکتا ہے۔ مائکرو بینڈنگ نقصان کی طول موج کا انحصار بہت مختلف ہوتا ہے جب کلیڈنگ میں ایک مخصوص نالی ڈیزائن شامل کیا جاتا ہے۔

اعداد و شمار میں نالی والے فائبر کے مائکرو بینڈنگ نقصان کی طول موج کا انحصار معیاری فائبر سے بہت مختلف ہے۔ اس اعداد و شمار میں معیاری فائبر کی طول موج کا انحصار روایتی اعداد و شمار سے تھوڑا سا پرے ہے، بنیادی طور پر نالی والے ڈیزائن فائبر کے لیے جس کا مائیکرو موڑنے والا نقصان چپٹا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ معمول کے مسئلے کی جگہ اور مسئلے کے تجزیے کے لیے فائبر کے ڈیزائن پر غور کرنے کی ضرورت ہے، ورنہ صرف تجربے کی بنیاد پر گمراہ کن ہو سکتا ہے۔ خلاصہ یہ کہ فائبر کا ڈیزائن مائیکرو موڑنے والے نقصان کو بہتر بناتا ہے، جو کہ بعض حالات کے لیے فائدہ مند ہے۔

دوم، مائیکرو موڑنے کے نقصان کا ذریعہ آپٹیکل فائبر کیبل کے عنصر سے متعلق ہے، جو زیادہ پیچیدہ ہے۔ پیچیدگی اس حقیقت میں ہے کہ آپٹیکل فائبر کیبل کی بہت سی قسمیں ہیں اور ڈیزائن بہت مختلف ہے، لیکن کسی خاص قسم کے لیے مخصوص ہونا نسبتاً آسان ہے۔ ایک عام عنصر کوٹنگ کا اثر ہے۔ بدیہی طور پر، یہ بھی نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ کوٹنگ، فائبر کی حفاظت کے لیے دفاع کی پہلی لائن کے طور پر، مؤثر تناؤ کی ترسیل کا کردار ادا کرتی ہے۔ اگر کوٹنگ کو سٹریس ٹرانسفر فنکشن کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، تو اندرونی لچکدار ماڈیولس جتنا چھوٹا ہوتا ہے اور بیرونی لچکدار ماڈیولس جتنا بڑا ہوتا ہے، اسٹریس ٹرانسفر فنکشن کی قدر اتنی ہی کم ہوتی ہے، اور متعلقہ مائیکرو موڑنے والے نقصان کا اثر بھی کم ہوتا ہے۔ کوٹنگ کا قطر جتنا بڑا ہوتا ہے، مائیکرو موڑنے والے نقصان کا اثر اتنا ہی کم ہوتا ہے جان بوجھ کر معلوم ہوتا ہے۔

ظاہر ہے، 900um کا قطر 250um فائبر کے مائکرو بینڈنگ نقصان سے بہت چھوٹا ہے۔ یہ بھی معلوم کیا جا سکتا ہے کہ فائبر آپٹک کیبل کے اسی ڈیزائن میں، اگرچہ 900um فائبر کی سرگرمی کی جگہ چھوٹی ہے، لیکن عام حالات میں، اس کا مائیکرو موڑنے کا نقصان واقعی کیبل میں بہت چھوٹا ہوتا ہے۔

تیسرا عنصر اس ماحول کا اثر ہے جس میں کیبل واقع ہے۔ مائیکرو موڑنے والے نقصان کی پیچیدگی کی وجہ سے، فی الحال کوئی معیاری ٹیسٹ طریقہ نہیں ہے، اور IEC/TR62221 کی طرف سے فراہم کردہ ٹیسٹ کا طریقہ عام طور پر براہ راست استعمال کیا جاتا ہے۔ گڑبڑ کا تعین کرنا مشکل ہے۔ یہاں تک کہ ٹیسٹ کے مخصوص طریقوں، ٹیسٹ کے ماحول اور جانچ کے آلات کے لیے بھی، مختلف جگہوں کے تعین کے مختلف نتائج ہو سکتے ہیں۔ مختلف لیبارٹریوں اور مختلف ٹیسٹ کے طریقوں کے نتائج کا براہ راست موازنہ نہیں کیا جا سکتا، لیکن یہ تمام معیار کے موازنہ ہیں۔ اس کے ٹیسٹ کے نتائج کے لیے، اس کا الگ سے جائزہ لینے کی ضرورت ہے۔