ئوپتىكىلىق تالا ماتېرىياللىرىدىكى سۈمۈرۈلۈش يوقىتىشىنىڭ تەپسىلىي چۈشەندۈرۈلۈشى

ئوپتىك تالا ئىشلەپچىقىرىشتا ئىشلىتىلىدىغان ماتېرىياللار يورۇقلۇق ئېنېرگىيەسىنى سۈمۈرۈۋالالايدۇ. ئوپتىك تالا ماتېرىياللىرىدىكى زەررىچىلەر يورۇقلۇق ئېنېرگىيەسىنى سۈمۈرگەندىن كېيىن، تىترەش ۋە ئىسسىقلىق ھاسىل قىلىپ، ئېنېرگىيەنى تارقىتىۋېتىدۇ، بۇنىڭ نەتىجىسىدە سۈمۈرۈلۈش يوقىلىدۇ.بۇ ماقالىدە ئوپتىك تالا ماتېرىياللىرىنىڭ سۈمۈرۈلۈش زىيىنى تەھلىل قىلىنىدۇ.

بىز ماددىنىڭ ئاتوم ۋە مولېكۇلالاردىن تەركىب تاپقانلىقىنى، ئاتوملارنىڭ ئاتوم يادروسى ۋە يادرو سىرتىدىكى ئېلېكترونلاردىن تەركىب تاپقانلىقىنى بىلىمىز، ئۇلار ئاتوم يادروسى ئەتراپىدا بەلگىلىك ئوربىتىدا ئايلىنىدۇ. بۇ خۇددى بىز ياشاۋاتقان يەرشارىغا، شۇنداقلا ۋېنېرا ۋە مارس قاتارلىق سەييارىلەرنىڭ ھەممىسى قۇياش ئەتراپىدا ئايلىنىشىغا ئوخشايدۇ. ھەر بىر ئېلېكتروننىڭ بەلگىلىك مىقداردا ئېنېرگىيەسى بار ۋە بەلگىلىك ئوربىتىدا بولىدۇ، يەنى باشقىچە قىلىپ ئېيتقاندا، ھەر بىر ئوربىتىنىڭ بەلگىلىك ئېنېرگىيە سەۋىيىسى بار.

ئاتوم يادروسىغا يېقىن ئوربىتا ئېنېرگىيە سەۋىيىسى تۆۋەن، ئاتوم يادروسىدىن يىراق ئوربىتا ئېنېرگىيە سەۋىيىسى يۇقىرى بولىدۇ.ئوربىتىلار ئارىسىدىكى ئېنېرگىيە سەۋىيىسى پەرقىنىڭ چوڭلۇقى ئېنېرگىيە سەۋىيىسى پەرقى دەپ ئاتىلىدۇ. ئېلېكترونلار تۆۋەن ئېنېرگىيە سەۋىيىسىدىن يۇقىرى ئېنېرگىيە سەۋىيىسىگە ئۆتكەندە، ئۇلار ماس كېلىدىغان ئېنېرگىيە سەۋىيىسى پەرقىدىكى ئېنېرگىيەنى سۈمۈرۈشى كېرەك.

ئوپتىكىلىق تالادا، بەلگىلىك ئېنېرگىيە سەۋىيىسىدىكى ئېلېكترونلار ئېنېرگىيە سەۋىيىسى پەرقىگە ماس كېلىدىغان دولقۇن ئۇزۇنلۇقىدىكى نۇر بىلەن نۇرلاندۇرۇلغاندا، تۆۋەن ئېنېرگىيەلىك ئوربىتاللارغا جايلاشقان ئېلېكترونلار يۇقىرى ئېنېرگىيە سەۋىيىسىگە ئىگە ئوربىتاللارغا ئۆتىدۇ.بۇ ئېلېكترون يورۇقلۇق ئېنېرگىيەسىنى سۈمۈرۈۋېلىپ، يورۇقلۇقنىڭ سۈمۈرۈلۈش زىيىنىغا سەۋەب بولىدۇ.

ئوپتىكىلىق تالا ئىشلەپچىقىرىشنىڭ ئاساسلىق ماتېرىيالى بولغان كرېمنىي دىئوكسىد (SiO2) ئۆزى نۇرنى سۈمۈرىدۇ، بىرى ئۇلترابىنەفشە نۇر سۈمۈرۈش، يەنە بىرى ئىنفىرا قىزىل نۇر سۈمۈرۈش دەپ ئاتىلىدۇ. ھازىر، ئوپتىكىلىق تالا ئالاقىسى ئادەتتە پەقەت 0.8-1.6 μm دولقۇن ئۇزۇنلۇقى دائىرىسىدىلا ئىشلەيدۇ، شۇڭا بىز پەقەت بۇ خىزمەت رايونىدىكى يوقىتىشلارنىلا مۇھاكىمە قىلىمىز.

كۋارتس ئەينەكتىكى ئېلېكترونلۇق ئۆتكۈنچى ماددىلارنىڭ ھاسىل قىلغان يۇتۇش چوققىسى ئۇلترابىنەفشە نۇر رايونىدا تەخمىنەن 0.1-0.2 μ m دولقۇن ئۇزۇنلۇقىدا بولىدۇ. دولقۇن ئۇزۇنلۇقى ئاشقانسېرى، ئۇنىڭ يۇتۇش دەرىجىسى تەدرىجىي تۆۋەنلەيدۇ، ئەمما تەسىرگە ئۇچرىغان رايون كەڭ بولۇپ، 1 μ m دىن يۇقىرى دولقۇن ئۇزۇنلۇقىغا يېتىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، ئۇلترابىنەفشە نۇرنىڭ يۇتۇش دەرىجىسى ئىنفىرا قىزىل نۇر رايونىدا ئىشلەيدىغان كۋارتس ئوپتىكىلىق تالالارغا ئانچە تەسىر كۆرسەتمەيدۇ. مەسىلەن، 0.6 μ m دولقۇن ئۇزۇنلۇقىدىكى كۆرۈنگەن نۇر رايونىدا، ئۇلترابىنەفشە نۇرنىڭ يۇتۇش دەرىجىسى 1dB/km غا يېتىدۇ، بۇ نىسبەت 0.8 μ m دولقۇن ئۇزۇنلۇقىدا 0.2-0.3dB/km غىچە تۆۋەنلەيدۇ، 1.2 μ m دولقۇن ئۇزۇنلۇقىدا پەقەت 0.1dB/km ئەتراپىدا بولىدۇ.

كۋارتس تالاسىنىڭ ئىنفىرا قىزىل نۇر يۇتۇش يوقىتىشى ئىنفىرا قىزىل نۇر رايونىدىكى ماتېرىيالنىڭ مولېكۇلا تەۋرىنىشىدىن كېلىپ چىقىدۇ. 2 μ m دىن يۇقىرى چاستوتا بەلبېغىدا بىر قانچە تەۋرىنىش يۇتۇش چوققىسى بار. ئوپتىكىلىق تالادىكى ھەر خىل قوشۇلما ئېلېمېنتلارنىڭ تەسىرى سەۋەبىدىن، كۋارتس تالالىرىنىڭ 2 μ m دىن يۇقىرى چاستوتا بەلبېغىدا تۆۋەن يوقىتىش دېرىزىسىگە ئىگە بولۇشى مۇمكىن ئەمەس. 1.85 μ m دولقۇن ئۇزۇنلۇقىدىكى نەزەرىيەۋى چەك يوقىتىشى ldB/km بولىدۇ.تەتقىقاتلار ئارقىلىق، كۋارتس ئەينەكتە مەسىلە پەيدا قىلىدىغان بەزى «بۇزغۇنچى مولېكۇلا» لارنىڭ بارلىقى، ئاساسلىقى مىس، تۆمۈر، خروم، مانگان قاتارلىق زىيانلىق ئۆتكۈنچى مېتال ئارىلاشمىلىرىنىڭ بارلىقى بايقالدى. بۇ «يامانلار» نۇرنىڭ تەسىرى ئاستىدا يورۇقلۇق ئېنېرگىيەسىنى ئاچكۆزلۈك بىلەن سۈمۈرۈۋېلىپ، سەكرەپ-سەكرەپ، يورۇقلۇق ئېنېرگىيەسىنىڭ يوقىلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. «بۇزغۇنچى» لارنى يوقىتىش ۋە ئوپتىكىلىق تالا ئىشلەپچىقىرىشتا ئىشلىتىلىدىغان ماتېرىياللارنى خىمىيىلىك جەھەتتىن تازىلاش زىياننى زور دەرىجىدە ئازايتالايدۇ.

كۋارتس ئوپتىكىلىق تالادىكى يەنە بىر سۈمۈرۈش مەنبەسى گىدروكسىد (OH-) باسقۇچى. گىدروكسىدنىڭ تالانىڭ خىزمەت بەلبېغىدا ئۈچ سۈمۈرۈش چوققىسى بارلىقى بايقالغان، بۇلار 0.95 μ m، 1.24 μ m ۋە 1.38 μ m. بۇلارنىڭ ئىچىدە، 1.38 μ m دولقۇن ئۇزۇنلۇقىدىكى سۈمۈرۈش يوقىتىشى ئەڭ ئېغىر بولۇپ، تالاغا ئەڭ چوڭ تەسىر كۆرسىتىدۇ. 1.38 μ m دولقۇن ئۇزۇنلۇقىدا، پەقەت 0.0001 مىقداردىكى گىدروكسىد ئىئونلىرى پەيدا قىلغان سۈمۈرۈش چوققىسى يوقىتىشى 33dB/km غا يېتىدۇ.

بۇ گىدروكسىد ئىئونلىرى نەدىن كېلىدۇ؟ گىدروكسىد ئىئونلىرىنىڭ نۇرغۇن مەنبەلىرى بار. بىرىنچىدىن، ئوپتىكىلىق تالا ئىشلەپچىقىرىشتا ئىشلىتىلىدىغان ماتېرىياللاردا نەملىك ۋە گىدروكسىد بىرىكمىلىرى بار بولۇپ، ئۇلارنى خام ئەشيانى تازىلاش جەريانىدا چىقىرىۋېتىش تەس، ئاخىرىدا ئوپتىكىلىق تالالاردا گىدروكسىد ئىئونلىرى شەكلىدە ساقلايدۇ؛ ئىككىنچىدىن، ئوپتىكىلىق تالا ئىشلەپچىقىرىشتا ئىشلىتىلىدىغان ھىدروگېن ۋە ئوكسىگېن بىرىكمىلىرى ئاز مىقداردا نەملىكنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ؛ ئۈچىنچىدىن، خىمىيىلىك رېئاكسىيەلەر سەۋەبىدىن ئوپتىكىلىق تالا ئىشلەپچىقىرىش جەريانىدا سۇ ھاسىل بولىدۇ؛ تۆتىنچىدىن، سىرتقى ھاۋانىڭ كىرىشى سۇ پارىنى ئېلىپ كېلىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، ئىشلەپچىقىرىش جەريانى ھازىر زور دەرىجىدە تەرەققىي قىلدى، گىدروكسىد ئىئونلىرىنىڭ مىقدارى ئوپتىكىلىق تالالارغا بولغان تەسىرىنى نەزەردىن ساقىت قىلىشقا بولىدىغان دەرىجىدە تۆۋەن سەۋىيىگە چۈشۈپ قالدى.