Na optická vlákna jsou pružná vlákna vyrobená z průhledných materiálů, jako jsou skleněná nebo plastová vlákna, a která se používají jako prostředek šíření světlo. Optická vlákna jsou obecně velmi tenká, pouze s několika mikrometrytloušťky (10-6 m), ale může být dlouhý několik kilometrů. Optická vlákna mají několik aplikací, přičemž přenos dat je jednou z nejběžnějších.
Fyzika optických vláken
Optická vlákna se skládají z jádra, pláště a ochranného krytu.
Optická vlákna jsou tvořena vysoce transparentním jádrem. index lomu potaženy průhlednými plastovými vrstvami, jejichž indexy lomu jsou nižší než indexy jádra. Fyzikální jev, který umožňuje použití optických vláken, je odrazvnitřnícelkový ze světla.
Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)
Pro tebe celková vnitřní reflexe, je světlo vyzařováno do jádra optického vlákna v a minimální úhel dopadu, volala mezní úhel (také nazývaný kritický úhel), měřeno ve vztahu k rozhraní mezi jádrem a jeho pláštěm. Takový úhel umožňuje, aby světlo prošlo postupnými vnitřními odrazy uvnitř optického vlákna, aniž by odtud uniklo.
Tímto způsobem může být světlo šířeno na velké vzdálenosti s minimálními ztrátami intenzita, kromě sledování formátu, ve kterém jsou uspořádány kabely z optických vláken.
Jednoduše řečeno, optický kabel funguje jako zrcadlový tunel, který odráží světlo.
Optická vlákna mohou také šířit více než jednu barvu, nebo vlnová délkauvnitř. Tento proces se nazývá multiplexování, umožňuje přenášet více informací současně přes jediné optické vlákno, jako je internet, telefon a televize, něco, čeho nelze dosáhnout běžnými kabely, jako jsou ty z mědi, široce používané pro přenos Kostky.
Když jsou uvnitř optického vlákna emitovány různé vlnové délky, barvy mají tendenci se mísit, a tak vytvářet a paprsekBílý, kvůli syntézapřísada barev. Na svorkách tohoto typu optického kabelu se tedy používá jakýsi hranol schopný rozptylovat světlo, oddělující různé barvy a tím zobrazující jeho spektrum diskrétní, charakteristika každé vlnové délky.
Dívej setaky:Co je to lom?
k čemu to je
Endoskop se používá k pořizování snímků vnitřku hrdla.
Podívejte se na některá z hlavních využití optických vláken:
StreamovánívKostky: Optická vlákna lze použít k přenosu dat z internetu, telefonu, televize, sítí, rádia atd.
získávánívsnímky: Optická vlákna lze použít k získání snímků z těžko přístupných míst, protože světlo může být odraženo od jejich vnitřku na velké vzdálenosti.
Senzory: Prostřednictvím optických vláken je možné vytvořit širokou škálu senzorů, které jsou schopné citlivé změny teploty, malé deformace pevných látek, frekvence světla, polarizace světlo atd.
Výhody a nevýhody
Světlo se může šířit uvnitř optických vláken díky optickým vlastnostem svého jádra.
→ Výhody
Rychlostvstreamování: Většina optických kabelů používaných na světě je schopna přenášet 40 Gbit / s (gigabitů za sekundu - 109 bitů / s), v současné době však existují technologie, které jsou schopné přenášet až 1 Pbit / s (Petabit za sekundu - 1015 bitů / s).
Odolnost proti elektromagnetickému rušení: Kabely z optických vláken jsou vyrobeny z dielektrických materiálů a šíření světla uvnitř těchto materiálů není ovlivňováno vnějšími elektromagnetickými vlnami.
Nízkýzmírněnívsignál: Na rozdíl od vodivých kabelů mohou optická vlákna přenášet informace pomocí malé ztráty: přibližně 0,2 dB / km (0,2 decibelů - jednotka intenzity energie přenášené vzduchem) mávat).
Náklady: Kabely z optických vláken jsou levnější než kabely z měděných vodičů.
Životužitečný: Tento typ kabelů má velmi dlouhou životnost, odhadovanou na více než 100 let nepřetržitého používání.
Prostor: Vzhledem k rychlosti přenosu dat zabírají kabely z optických vláken mnohem menší prostor než běžné kabely.
→ Nevýhody
Aplikace: Kabely z optických vláken jsou buď pod zemí, nebo vždy připojeny k zemi.
Křehkost: Kabely z optických vláken jsou citlivé a mohou se snáze zlomit než měděné kabely a nejsou tak tvárné jako kovové kabely.
Vzdálenosti: I když pohlcují málo světla, kabely z optických vláken, které překonávají takové velké vzdálenosti to jsou ponorky, potřebují mnoho opakovačů signálu, aby zesílily ztráty intenzity světlo.
rychlost optických vláken
Většina dnes používaných kabelů z optických vláken má přenosové schopnosti mezi nimi 10 a 40 Gbit / s. Existuje však řada aplikací, kde jsou vyžadovány vyšší přenosové rychlosti, takže některé převodové společnosti telekomunikace již vyvinuly kabely o délce více než 7000 km, schopné přenášet až 15,5 Tbits / s (Terabits / s - 1015 bitů / s). Odhaduje se, že optické kabely tohoto typu podporují až 3 000 000 současných telefonních hovorů nebo až 90 000 televizních kanálů.
Pro internetový přenos lze použít optická vlákna.
Jak se vyrábí optická vlákna?
Nejběžnějším materiálem pro konstrukci optických vláken je oxid křemičitý, populární název pro kysličníkvkřemík (SiO2). V závislosti na požadovaném použití však mohou být při jeho konstrukci použity jiné materiály, jako jsou skla odvozená od fluoru a některé prvky rodiny chalkogenu, jako je síra.
Podle mě. Rafael Helerbrock
Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:
HELERBROCK, Rafaeli. "Optické vlákno"; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fibra-optica.htm. Zpřístupněno 27. června 2021.
