В оптични влакна са гъвкави нишки, направени от прозрачни материали като стъклени или пластмасови влакна и които се използват като средство за разпространение на светлина. Оптичните влакна обикновено са много тънки, само с няколко микрометрина дебелина (10-6 м), но може да бъде дълъг няколко километра. Оптичните влакна имат няколко приложения, като предаването на данни е едно от най-често срещаните.
Физика на оптичните влакна
Оптичните влакна се състоят от сърцевина, обвивка и защитно покритие.
Оптичните влакна са оформени от високо прозрачно ядро. показател на пречупване покрити с прозрачни пластмасови слоеве, чиито показатели на пречупване са по-ниски от тези на сърцевината. Физическото явление, което позволява използването на оптични влакна, е отражениевътрешенобща сума от светлина.
За вашия тотално вътрешно отражение, светлината се излъчва в оптичната сърцевина в a минимален ъгъл на падане, Наречен граничен ъгъл (наричан още критичен ъгъл), измерен по отношение на интерфейса между сърцевината и неговата обвивка. Такъв ъгъл позволява на светлината да претърпи последователни вътрешни отражения вътре в оптичното влакно, без да излиза оттам.
По този начин светлината може да се разпространява на големи разстояния, с минимални загуби в нея интензивност, в допълнение към наблюдението на формата, в който са подредени оптичните кабели.
Най-просто казано, оптичният кабел работи като огледален тунел, който отразява светлината.
Оптичните влакна също могат да разпространяват повече от един цвят, или дължина на вълната, вътре. Този процес, т.нар мултиплексиране, позволява повече информация да се предава едновременно през едно оптично влакно, като интернет, телефон и телевизия, нещо, което не може да се направи с конвенционални кабели, като тези от мед, широко използвани за прехвърляне Зарове.
Когато в оптичното влакно се излъчват различни дължини на вълните, цветовете са склонни да се смесват, като по този начин образуват лъчБял, поради синтездобавка на цветовете. По този начин на клемите на този тип оптичен кабел се използва вид призма, способна да разсейва светлината, разделяйки различните цветове и като по този начин показва своята спектър дискретна, характерна за всяка дължина на вълната.
Вижсъщо:Какво е пречупване?
за какво е
Ендоскопът се използва за заснемане на вътрешната част на гърлото.
Вижте някои от основните приложения на оптичните влакна:
СтриймингвЗарове: Оптичните влакна могат да се използват за предаване на данни от интернет, телефон, телевизия, мрежи, радио и др.
получаваневизображения: Оптичните влакна могат да се използват за получаване на изображения от труднодостъпни места, тъй като светлината може да се отразява във вътрешността им на големи разстояния.
Сензори: Чрез оптичните влакна е възможно да се изгради голямо разнообразие от сензори, способни чувствителни промени в температурата, малки деформации в твърди вещества, светлинни честоти, поляризация на светлина и т.н.
Предимства и недостатъци
Светлината е способна да се разпространява в оптичните влакна благодарение на оптичните свойства на сърцевината си.
→ Предимства
Скороствстрийминг: Повечето оптични кабели, използвани в света, са способни да предават 40 Gbit / s (Gigabits в секунда - 109 бита / s), но в момента има технологии, които могат да прехвърлят до 1 Pbit / s (Petabit в секунда - 1015 бита / сек).
Устойчивост на електромагнитни смущения: Оптичните кабели са направени от диелектрични материали и разпространението на светлина вътре в тези материали не се нарушава от външни електромагнитни вълни.
Нискосмекчаваневсигнал: За разлика от проводящите кабели, оптичните влакна могат да предават информация с малки загуби: около 0,2 dB / km (0,2 децибела - единица за интензивност на енергията, пренасяна от вълна).
Цена: Кабелите с оптични влакна са по-евтини от кабелите с медни проводници.
Животполезен: Този тип кабели имат много дълъг експлоатационен живот, оценяван на над 100 години непрекъсната употреба.
Космос: Поради скоростта на пренос на данни, оптичните кабели заемат много по-малко пространство от конвенционалните кабели.
→ Недостатъци
Приложение: Оптичните кабели са или под земята, или винаги свързани със земята.
Крехкост: Оптичните кабели са чувствителни и могат да се счупят по-лесно от медните кабели и не са толкова ковък, колкото металните кабели.
Разстояния: Въпреки че поглъщат малко светлина, оптичните кабели, които покриват големи разстояния като тези които са подводници, те се нуждаят от много повторители на сигнала, за да засилят загубите на интензивност на светлина.
оптична скорост
Повечето оптични кабели, използвани днес, имат възможности за предаване между 10 и 40 Gbit / s. Съществуват обаче редица приложения, при които се изискват по-високи скорости на трансфер, така че някои трансферни компании телекомуникациите вече са разработили кабели с дължина над 7000 км, способни да предават до 15,5 Tbits / s (Terabits / s - 1015 бита / сек). Оптичните кабели от този тип се изчисляват като способни да поддържат до 3 000 000 едновременни телефонни обаждания или до 90 000 телевизионни канала.
Оптичните влакна могат да се използват за предаване по интернет.
Как се прави оптика с влакна?
Най-често срещаният материал за изграждане на оптични влакна е силициевият диоксид, популярното име за оксидвсилиций (SiO2). Въпреки това, в зависимост от желаното приложение, в неговата конструкция могат да се използват и други материали, като очила, получени от флуор и някои елементи от семейството на халкогените, като сяра.
От мен Рафаел Хелерброк
