في الألياف البصرية هي خيوط مرنة قادرة على الإرسال ضوء من باعث ضوئي إلى كاشف حساس له. بشكل عام ، هذه الخيوط مصنوعة من مواد شفافة ولها سماكة قريبة من أ الجدائل.
بدأت الدراسات المتعلقة بالألياف الضوئية في عام 1842 ، مع تحليل النقل الخفيف في النفاثات المائية بواسطة جان دانييل كولادون وجاك بابيبينت. مع اختراع الليزر في الستينيات ، تم تعزيز البحث والتطوير في الألياف الضوئية.
في عام 1966 ، تمكن تشارلز كاو وفريقه من نقل البيانات من خلال ألياف مصنوعة من السيليكا، وحدثت عمليات الإرسال هذه دون فقدان كبير للبيانات.
تطبيقات للألياف الضوئية
بالإضافة إلى استخدامها في الاتصالات السلكية واللاسلكية ونقل البيانات ، يمكن استخدام الألياف الضوئية في عمليات الإرسال اتصالات هاتفية وعلى الإشارات التلفزيونية.
تستخدم الألياف الضوئية على نطاق واسع في الاتصالات السلكية واللاسلكية.
هناك إمكانية أخرى لاستخدام هذه المادة وهي التشخيص التصويري الذي يتم إجراؤه ، على سبيل المثال ، في اختبار التنظير الداخلي. في هذا الاختبار ، يتم إدخال ألياف بصرية خاصة ، إلى جانب مصدر ضوء ، في المعدة ، مما يوفر صورًا تُستخدم للكشف عن حالة العضو..
يتم استخدام ألياف بصرية خاصة لإجراء فحوصات التنظير الداخلي.
يمكن إرسال أنواع مختلفة من الإشارات عبر الألياف لمسافات طويلة دون فقدان الجودة. مثال على ذلك هو أن الكابلات العابرة للمحيطات توفر إرسال إشارات بين القارات.
كيف ينتقل الضوء عبر الألياف الضوئية؟
ينتقل الضوء عبر الألياف من خلال ظاهرة انعكاس الضوء الكامل. عندما يسقط الضوء على السطح الفاصل بين وسيطين مختلفين مؤشرات الانكسار، في اتجاه من الأكبر إلى الأصغر ، مع زوايا وقوع أكبر من زاوية معينة تسمى الزاوية الحرجة، أ الانكسار يتم إعاقته وينعكس شعاع الضوء بالكامل.
يحتوي قلب الألياف الضوئية على معامل انكسار أعلى من الغلاف ، لذلك عند وقوع الضوء ، يكون دائمًا مع a زاوية أكبر من الزاوية الحرجة ، فإنها تخضع لانعكاسات كلية متتالية ، مما يجعلها تمشي بطول مواد.
سلبيات
بقدر ما تتمتع الألياف الضوئية بالعديد من المزايا عند مقارنتها بالكابل نحاس، هناك عيبان على الأقل في استخدام هذه المواد:
1. يتم تصنيع الألياف بمواد حساسة للغاية ، لذلك يجب التعامل معها أثناء التصنيع وأثناء التركيب من أجل ضمان سلامة المواد ؛
2. لا يمكن إجراء عمليات الإرسال لمسافات طويلة إلا من خلال إدخال مضخمات الإشارة ، والتي يتم تثبيتها عادةً على مدى لا يقل عن 50 كم. نظرًا لأنها مصنوعة من مادة محددة جدًا ، فإن تصنيع مكبرات الصوت يزيد من تكلفة إنتاج كابلات الألياف البصرية الطويلة جدًا.
بقلم جواب سيلاس
تخرج في الفيزياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-sao-fibras-opticas.htm