Lif Nedir?

Lif
Kimi hayvansal, bitkisel maddeleri ve mineralleri ya da her tür yapay maddeyi oluşturan demet hâlindeki tellerin tekine verilen ad. Bitki lifleri, bitkiye destek olmaları bakımından destekdoku olarak da adlandırılır. Hayvanlarda lifler, kimi dokuları oluşturan ipliksi elemanlardır (sinir lifi, kas lifi gibi).

Sponsorlu Bağlantılar

LİF
—Opt., Elektron, ve Telekom. Optik lifler. Bir optik lif, eşeksenli olarak ve yeştirilmiş iki saydam camdan oluşur: kırılma indisi daha yüksek bir merkez çekirdek camı ve kılıf adı verilen, kırılma indisi daha düşük bir örtü camı.

Optik liflerin yapımı

Optik liflerin yapımı, çok saydam, dolayısıyla çok saf camların kullanımını gerektirir. Katışkı oranları, özellikle bu katışkılar geçiş metallerinden oluşuyorsa, lifler optiğinde kullanılan optik lifler için milyonda bir, telekomünikasyonda kullanılan lifler için milyarda bir düzeyini açmamalıdır. Öte yandan, bu iki lif türünün üretiminde kullanılan yöntemler genellikle aynı değildir. Optik lif sistemlerinde kullanılan lifler sözkonusu olduğunda, çapları birbirine uygun ve indisleri farklı bir cam çubuk ve bir cam borudan oluşan bir ikili beraber çekilebilir; çubuk, lifin merkez çekirdeğini, boru ise kılıfını oluşturur. Ama, çoğu kez çift pota yöntemi kullanılır; bu yöntemde her iki cam, birbirlerine göre eşmerkezli olarak yerleştirilmiş, farklı boyda iki silindirsel potada eritilir; iç pota merkez çekirdek camını, dış pota kılıf camını verir. Lif, haddelerin eşmerkezli memelerinden,hızlı ya da yavaş biçimde, yukarıdan aşağıya doğru çekilir. Kimi durumlarda, dış haddenin deliği ilk olarak oluşan merkez çekirdek lifinin, belli bir zaman boyunca kılıf camına temas etmesi için, iç hadde deliğinin hemen altına yerleştirilir; bu sırada oluşan iyon alışverişi, yumuşak geçişli bir lif elde etmeye olanak verir.

Telekomünikasyon sistemlerinde kullanılan liflerin üretiminde, çift pota yönteminden yararlanılabilir; bu yöntem merkez çekirdek ile kılıf arasındaki indis farkının küçük olmasını sağlar ve bu da bu uygulama türü için bir üstünlük oluşturur Bu arada, çoğu kez, yüksek saflık derecelerine erişmeye olanak veren, buhar evresinde tepkime yöntemleri kullanılır. Bu yöntemleri, temel gereç olarak, saydamlık düzeyi yüksek saf silisi seçmiş olan Corning Glass Works şirketi geliştirmiştir. Isıtılmış bir başlangıç maddesi (silis ya da grafit çubuğu, silis boru) üzerine bir oksijen, silisyum holejenür ve katkı maddesi halo-jenürleri karışımı gönderilir. HalojenCır karışımının yanması, "kurum" adı verilen ve daha sonra sinterlenecek ve lif halinde çekilecek bir "önhal” vererek başlangıç maddesi üzerinde biriken bir oksit karışımı oluşturur. Önhal çok büyük sayıda katmandan oluşur; bu katmanlarda, katkılama maddesi derişimi, istenen geçiş yumuşaklığını vermek amacıyla, derece derece değişir. Katkılama maddeleri, silisin kırılma indisini azaltan bor ve flüor ya da indisi artıran fosfor ve germanyum olabilir. Başlangıç maddesi tüp biçiminde olduğunda, işlem tüpün dışından (outside vapor phase oxydation, OVPO) ya da içinden (inside vapor phase oxydation, IVPO) gerçekleştirilebilir. Bu yöntemlerin çok sayıda değişkesi vardır.

Temel ilke

Uçlarından birinden, lifin merkez çekirdeğine giren bir ışık ışını, merkez çekirdek camı ile kılıf camı arasındaki arayüzeyde uğradığı toplam yansımalar sayesinde öbür uca dek yayılır. Optik lifler genellikle tek başına kullanılmaz ve uygulamalara göre içeriği birkaç birimle milyonlarca birim arasında değişen demetler halinde gruplanır.
Bu demetler bükülgen ya da bükülmez olabilir ve ışık, görüntü ya da bilgi iletebilir. Bilgi iletimi durumunda, bunlara daha çok, optik dalga kılavuzları adı verilir. Bu çeşitli lif grupları, optik lif sistemleri adını taşır. Liflerin uzunluğu, bükülmez demetlerde santimetre, bükülgen demetlerde metre ve optik dalga kılavuzlarında kilometreler düzeyindedir.

Işık iletkenleri

Bu durumda, lif demetleri genellikle bükülgendir ve dış yüzeyleri plastik bir kılıfla korunur. Tıpta ya da sanayide kullanılan endoskopların aydınlatma bölümü bunların başlıca kullanım alanıdır. Böylece ışık, ısınmaya neden olmadan tam olarak istenen bölgeye, yöneltilebilir.
Işıklı çeşmelerin gerçekleştirilmesi ya da tek bir merkezi lambayla borda levhalarının aydınlatılması, ışık iletkenlerinin öbür kullanımlarına örnek verilebilir. Son olarak optik lif demetleri optikelektronik sistemlerine bağlandıklarında, sayım yapmaya, delikli kartları okumaya, brülör ya da yangın alevlerini algılamaya olanak verirler.

Görüntü iletkenleri

Işık iletkenlerinde, lifler özel bir sıralamaya uyulmadan bir araya getirilir. Buna karşın, bir demetin liflerini "düzenlemeye” yani bunları, herbirinin öbürlerine göre konumu demetin her iki ucunda da aynı olacak biçimde yerleştirmeye özen gösterilirse, bir görüntü iletkeni elde edilir Demetin uçlarından biri üzerinde oluşan bir görüntü, demeti oluşturan liflerin çapına bağlı bir seçiklikle, nokta nokta öbür uca iletilir. Bu “düzenli" demetleri üretmek için çeşitli yöntemler kullanılır Örneğin lifler bir tambur üzerine sarılır, sonra demetin enine bir kesiti üzerine reçine kaplanır. Reçinenin kurumasından sonra, bu kesit ortasından kesilir ve demeti açtıktan sonra, elde edilen iki ikiz yüzeye bir perdahlama uygulanır.

Görüntü ileten bu demetlerin uzunluğu genellikle 50 cm ile 1 m arasında değişir. Bunlar özellikle tıbbi ve sınai endoskoplarda kullanılır. Bu endoskoplar genellikle, yan yana iki lif demetinden oluşur; bunlardan biri ışığı istenen bölgeye iletirken öbürü görüntüyü algılar ve gönderir ve bu bütün, küçük çaplı basit bir sistem oluşturur. Sanayideki birkaç tipik uygulama şunlardır: depoların, motorların erişilemeyen bölümlerinin, radyatörlerin gaz depolarının, nükleer ya da kimyasal reaktörlerin kontrolü.
Lifler, özel bir özen göstermeden sarılır ve tek bir kesitleme yerine, çapa göre karşılıklı iki noktadan, iki kesitleme yapılırsa, iki lif demeti elde edilir. Demetlerden birinin ya da öbürünün ucunda oluşan bir görüntü, öbür uca bozulmuş olarak gelir. Tersine, bozulmuş görüntüden yola çıkarak, aynı demet, başlangıçtaki görüntüyü verebilir. Birbirini tamamlar nitelikteki bu iki demetten biri görüntü kodlayıcı, öbürü görüntü kod çözücüsü olarak kullanılabilir.

Bükülmez optik lif sistemleri

Buraya dek betimlenen lif demetleri, katılaştırılmış reçineyle korunan uçların dışında bükülgen- dir. Ama, bunun yanı sıra, uzunlukları birkaç milimetre ile birkaç santimetre arasında değişen, kısa lif demetleri de kullanılır Bu durumda, demetin tamamı, gerek sertleşebilir bir reçineyle, gerek sıcakta gerçekleştirilen bir tıkızlaştırma işlemiyle, bükülmez hale getirilir; sıcakta tıkızlaştırma sırasında, yumuşayan lif kılıfları birbirlerine kaynar. Işık ya da görüntü anamorfoz aygıtları, örneğin bir tayfgözlem yarığının ışık alanını çembersel bir ışık lekesine dönüştürmeye olanak veren düzenekler ya da konik biçimleri sayesinde bir görüntüyü büyütmeye olanak veren düzenekler işte böyle yapılır.

Bu alandaki en önemli uygulama, çapı genellikle birkaç santimetreye erişebilen, kalınlığı 5 ile 10 mm arasında değişen ve silindirin eksenine koşut olarak yerleştirilmiş çok büyük sayıda liften oluşan optik lif levhasıdır. Düzlemsel ve perdahlı iki yüzü olan bu tür levhalar, görüntüleri bir düzlemden öbürüne aktarmaya olanak verir.

Yüzlerden birine uygun bir profil verilerek, düzlemsel olmayan bir görüntü düzlemsel bir görüntüye ya da düzlemsel bir görüntü düzlemsel olmayan bir görüntüye dönüştürülebilir. Katot ışınlı tüplerin dip bölümleri işte bu ilkeye göre üretilir; bu tüplerde, içbükey iç yüz flüorışıl bir katmanla kaplıdır ve düzlemsel dış yüz, temas yoluyla bir fotoğraf levhasına aktarı
labilen bir görüntü verir. Çok sayıda görüntü yükselteci, her iki uçlarında, biri görüntü girişi ve öbürü görüntü çıkışı için lif levhaları taşır. Bu şekilde, bu türden iki ya da üç yükselteci, uç uca yerleştirme olanağı vardır; görüntüler bir tüpten öbürüne, basit bir levha temasıyla geçer ve birçok yükseltme katından oluşan tıkız sistemler elde edilir. Bu levhaların üretimi çok titizlik gerektirir. Herşeyden önce optik lifler, milimetre düzeyinde çaplarda çekilir; bu lifler daha sonra, doğrusal demetler haline getirilir, tıkızlaştırılır ve yeniden çekilir. Gerektiğinde yeni bir tıkızlaştırma ve yeniden çekme işlemine ve son olarak son bir tıkızlaştırma işlemine başvurulur. Böylece elmaslı bir testereyle kesilerek, istenen kalınlıkta dilimler verecek olan, 10 ile 20 cm uzunluğunda çubuklar elde edilir. Çeşitli çekme işlemleri sonucunda, çapı birkaç mikrometrelik lifler elde edilebilmeli ve tıkızlaştırma işlemleri, levhaların vakum altında sızdırmaz olacakları biçimde yürütülmelidir.

Bilgi iletkenleri

işaretlerle kiplenmiş ışığı kılavuzlayarak oldukça uzak mesafelere iletmek için optik lifleri kullanma olanağı 1966'ya doğru sezinlendi ama, yeterince düşük yitimli lifler ancak 1970'e doğru gerçekleştirildi. Saydamlığı yüksek lifler elde etmek için, katışkı oranı milyarda bir düzeyinde olan malzemeler kullanmak gerekir. Ayrıca, saydam ortamdaki Rayleigh yayınımının da çok düşük olması gerekir; yayman enerji oranı, ile orantılı olarak azaldığından, X dalga boyu molekül boyutlarının büyüklük düzeyini aştığında yakın kızılaltının 0,8 /im ve 1,6 ^m arasındaki bölgesi kullanılarak, mükemmel sonuçlar elde edilir. Optik lifler önceleri, oldukça kısa mesafeli iletimlerde özellikle gemilerin ve hava taşıtlarının iç iletişim sistemlerinde kullanıldı. 1980'e doğru, optik kabloların kısa vadede, telekomünikasyonda kullanılan eşeksenli kabloların yerini alacağına hemen hemen kesin bir gözle bakılmaya başlandı. Optik kablolar, eşeksenli kablolara göre, bakırdan tasarruf, çok geniş geçirme bantları sayesinde, küçük bir kesit üzerinden büyük bir iletim kapasitesine olanak verme, indük- lenmelere ve dış parazitlere hemen hemen duyarsız olma ve ara yükseltme olmadan, 4 ya da 5 kez daha büyük erimler sağlama üstünlüğünü gösterir ve yakın bir gelecekte, bu kablolarla elde edilecek erimin, aynı kapasiteyle, eşeksenli lifler üzerinde gerçekleştirilenden 10 kez daha büyük olacağı sanılmaktadır.

Bir optik bağlantı şu öğelerden oluşur: mültipleks, çoğu kez sayısal bir elektrik işaretini ışık işaretine dönüştüren bir verici; optik bir kablo içinde korunan ve öbür liflerden ayrılan bir optik lif; ışık işaretini, tekrar elektrik işaretine dönüştüren bir alıcı ve gerektiğinde bir alıcı, bir elektriksel yükselteç-yenileyici ve bir vericiden oluşan ara yineleyiciler.

Elektronikoptik çevrici olarak, alma sırasında, elektroışıldar diyotlar ya da laser diyotları biçiminde ve verme sırasında, basit eklemli ya da çığ etkili ve çok eklemli fotodiyotlar biçiminde, katkılanmış ya da karmaşık yarıiletkenler kullanılır.

Düşük yitimli liflerin yapımında kullanılan dielektriklerin ya da camların temel maddesini katkılanmış silis oluşturur. Bu liflerin, kızılaltıda, 0,85 (ya da 850 nm) ve 1,3 ve 1,6 nmm (ya da 1 300 ve 1 600 nm)Tik dalga boylarında, iki zayıflama minimal değeri vardır. Bu iki dalga dizisine, oldukça farklı yöntemler ve uygulama alanları karşılık gelir.

0,85 pm'lik taşıyıcı dalga boyunda "çokkipli” (ya da mültimod) denen, görece kalın lifler kullanılır; bunların, 125 nm'lik bir kılıfla çevrilmiş, 50 nm çapındaki (Uluslararası telekomünikasyon birliği'nce standartlaştırılmış değer) merkez çekirdeği, çok sayıda farklı elektromanyetik kipi olan dalgaların yayılmasına olanak verir.

Bu lifler yumuşak geçişlidir ve indisleri kullanılan sayısal işaretlere ilişkin darbeler arasındaki zaman aralığını azaltmak amacıyla, bu kiplerin yayılma zamanlarının birbirlerine olabildiğince yakın olacakları biçimde belirlenir. Bu liflerle, 0,85 /tm’lik taşıyıcı dalga boyunda, yükseltme olmadan ya da yineleyiciler arasında ikili debisi 140 Mb/sn, yani 1 920 telefon hattı olan 8 ile 10 km’lik erimler (bu uzaklık küçük eşeksenli kablolar için 2 km ve büyük eşeksenli kablolar için 6 km’dir) ya dâ 2 Mb/sn'lik yani 30 telefon hatlık bir debiyle, 14 km'lik bir erim elde edilir. Liflerin 0,85 /»m'deki ayırtedici nitelikleri, santrallar arası şehiriçi bağlantıları, ya da kısa şehirlerarası bağlantılar için çok uygundur. Optik liflerle oldukça ekonomik olarak sağlanan büyük bant genişlikleri, bunların, işaretlerin sayısal biçimde iletildiği kablolu televizyon sistemlerinde kullanımına olanak verir. Optik lifler, abone devreleri için, ancak bu devreler, geniş bantlı işaretler (televizyon, videofoni, videografi işaretleri) iletecekse ekonomiktir.

Daha büyük erimlere olanak veren 1,3 ytm'lik taşıyıcı dalga boyunda, merkez çekirdek çapı 5 um düzeyinde olan sert geçişli lifler kullanılır; bunlar, genel olarak, tek bir elektromanyetik kipin iletimine olanak verir. Bu "tekkipli" (ya da monomod) liflerle, darbeler arasındaki zaman aralığı, yüz düzeyinde bir çarpanla orantılı olarak azalır ve yaklaşık 1 dB/km'ye düşen zayıflama, yineleyici olmadan, 140 Mb/sn’lik bir debiyle, 30 ya da 40 km’lik erimlere ulaşmaya olanak verir.

Gelecekte tek bir lif üzerinden iletilecek ikili debinin, örneğin 1 200 Mb/sn'ye ulaşacağı umulmaktadır. Ûte yandan, 1990’a doğru, çoklifli optik denizaltı kablolarının, lif başına 140 ya da 280 Mb/sn'lik debilerle ve yineleyiciler arasındaki uzaklık 40 km’den büyük olmak üzere (aynı kapasitede, eşeksenli bir çift için bu uzaklık yaklaşık 5 km’dir), günümüz eşeksenli çiftlerinin yerini alacağı sanılmaktadır.

Algılayıcılar.

Optik lifler, ivme, basınç, ışıma, sıcaklık, yakınlık vb. algılayıcısı olarak da kullanılabilir. Ölçülecek büyüklük, bir kaynaktan (laser) gelen ve bir ya da iki lif içinde yayılan bağdaşık ışığın ayırt- edici bir niteliğine, fiziksel ya da elektromanyetik yoldan etkir.

—Orm. san. Odun lifi, normal olarak gövdenin ekseni doğrultusunda olur. Gövde eksenine göre eğriyse odun lifi buruktur, lifler yer yer ardışık değişiklik gösterirse, odun kıvrık liflidir denir. Ağacın işlenmesinde ve gereçlerin kullanılmasında lif doğrultusunun bilinmesi önemlidir; çünkü ağacın mekanik özellikleri, gerek eksen, gerek teğet, gerekse çap doğrultusunda aynı değildir. Bu bakımdan kusursuz oduna doğru lifli denir. Ağaç işlenirken lifleri keserek parçaların gücünü azaltmamak gerekir. Ödün liflerinin doğrultusundaki çatlak, bu sakıncayı göstermez, hatta parçaya enine geçirimsizlik sağlar. Ardışık iki tabakanın genellikle 90° çapraz konduğu kontrplak levhalarının imalinde, lif doğrultusu göz önüne alınır. Bitmiş bir kontrplak levhası, iki yüzündeki lit doğrultusunun koşut ya da dikey oluşuna göre boyuna ya da enine lifli olarak nitelenir.

—Teknol. Pamuk ve yün liflerinin uzunlukları 2 ile 10 cm arasında değişir. Kâğıt yapımında kullanılan selüloz lifleri milimetrenin bir kesiri ile birkaç milimetre arasında değişen uzunluktadır; kimyasal liflerin (fibran, poliester poliamit, akrilik) uzunlukları, yüz binlerce kesiksiz filamentten oluşan iplik kablolarını kesme ya da koparma işlemleri sırasında belirlenir.

—Tekst. Tekstillifi. Tekstil lifleri iki büyük sınıfa ayrılır: doğal lifler ve kimyasal lifler.

Doğal lifler

mineral kökenli lifleri (amyant), bitkisel kökenli lifleri (pamuk gibi seminal tüyler, keten,kenevir, jüt ve rami gibi soymuktu lifler, sisal, koko gibi yapraklı lifler...) ve son olarak da hayvansal kökenli lifleri (yün gibi keratinli proteinli lifler ya da ipek gibi keratinsiz lifler) içerir.

Kimyasal lifler

yapay ve sentetik lifler olarak iki alt sınıfa ayrılır. Yapay lifler, doğal kaynaklı makromoleküler bir maddeden (kazein, viskoz lifleri...) elde edilir ve eğirilmek için az ya da çok aşırı dönüştürme işleminden geçirilir. Sentetik lifler ise, bireşim polimerlerinden (poliamit, poliester, poliakrilonitril lifleri) elde edilir.