På optiske fibre er fleksible filamenter fremstillet af gennemsigtige materialer, såsom glas eller plastfibre, og som anvendes som et formeringsmiddel for lys. Optiske fibre er generelt meget tynde med kun få mikrometeraf tykkelse (10-6 m), men kan være flere kilometer lang. Optiske fibre har flere anvendelser, hvor dataoverførsel er en af de mest almindelige.
Fiberoptisk fysik
Optiske fibre består af kerne, skal og beskyttelsesovertræk.
Optiske fibre er dannet af en høj gennemsigtig kerne. brydningsindeks belagt med gennemsigtige plastlag, hvis brydningsindeks er lavere end kernens. Det fysiske fænomen, der tillader brug af optiske fibre, er afspejlingindreTotal fra lys.
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
Til din total intern refleksion, udsendes lys i den fiberoptiske kerne i en minimum indfaldsvinkel, hedder grænse vinkel (også kaldet kritisk vinkel) målt i forhold til grænsefladen mellem kernen og dens kappe. En sådan vinkel gør det muligt for lyset at gennemgå successive interne refleksioner inde i den optiske fiber uden at det flygter derfra.
På denne måde kan lys forplantes over lange afstande med minimale tab i dets intensitetud over at overvåge det format, hvor de fiberoptiske kabler er arrangeret.
Kort sagt, fiberoptisk kabel fungerer som en spejlet tunnel, der reflekterer lys.
Optiske fibre kan også formeres mere end en farve, eller bølgelængde, inde. Denne proces kaldes multiplexing, muliggør, at der sendes mere information samtidigt over en enkelt optisk fiber, såsom internet, telefon og fjernsyn, noget der ikke kan gøres med konventionelle kabler, såsom dem, der er lavet af kobber, der er meget brugt til overførsel Terninger.
Når forskellige bølgelængder udsendes inde i en optisk fiber, har farverne en tendens til at blande sig og danner således en bjælkehvid, på grund af syntesetilsætningsstof af farver. Ved terminalerne på denne type optisk kabel anvendes således en slags prisme, der er i stand til at sprede lys, der adskiller de forskellige farver og således viser dets spektrum diskret, karakteristisk for hver bølgelængde.
Seogså:Hvad er brydning?
hvad er det for
Endoskopet bruges til at tage billeder af halsens inderside.
Tjek nogle af de vigtigste anvendelser af optiske fibre:
StreamingiTerninger: Optiske fibre kan bruges til at overføre data fra internet, telefon, tv, netværk, radio osv.
opnåelseibilleder: Optiske fibre kan bruges til at få billeder fra svært tilgængelige steder, da lys kan reflekteres i deres indre over store afstande.
Sensorer: Via optiske fibre er det muligt at opbygge en lang række sensorer, der er i stand til følsomme temperaturvariationer, små deformationer i faste stoffer, lysfrekvenser, polarisering af lys osv.
Fordele og ulemper
Lys er i stand til at udbrede sig inden i optiske fibre takket være de optiske egenskaber ved dets kerne.
→ Fordele
Fartistreaming: De fleste fiberoptiske kabler, der anvendes i verden, er i stand til at transmittere 40 Gbit / s (Gigabit pr. Sekund - 109 bit / s), men i øjeblikket er der teknologier, der er i stand til at overføre op til 1 Pbit / s (Petabit pr. sekund - 1015 bits / sek).
Modstand mod elektromagnetisk interferens: Fiberoptiske kabler er lavet af dielektriske materialer, og lysudbredelse inde i disse materialer forstyrres ikke af eksterne elektromagnetiske bølger.
Lavafbødningisignal: I modsætning til ledende kabler kan optiske fibre overføre information med små tab: ca. 0,2 dB / km (0,2 decibel - intensitetsenhed af den energi, der bæres af bølge).
Koste: Fiberoptiske kabler er billigere end kobberlederkabler.
Livnyttig: Denne type kabler har en meget lang levetid, anslået til over 100 års kontinuerlig brug.
Plads: På grund af deres dataoverførselshastighed optager fiberoptiske kabler meget mindre plads end konventionelle kabler.
→ Ulemper
Ansøgning: Fiberoptiske kabler er enten under jorden eller altid forbundet til jorden.
Skørhed: Fiberoptiske kabler er følsomme og kan lettere brydes end kobberkabler, og de er ikke så smidige som metalliske kabler.
Afstande: Selvom de absorberer lidt lys, optisk fiberkabler, der dækker store afstande som dem der er ubåde, har de brug for mange signalforstærkere for at forstærke intensitetstabene på lys.
fiberoptisk hastighed
De fleste af de fiberoptiske kabler, der anvendes i dag, har transmissionskapacitet imellem 10 og 40 Gbits / s. Der er dog flere applikationer, hvor der kræves højere overførselshastigheder, så nogle overfører virksomheder telekommunikation har allerede udviklet kabler med en længde på over 7000 km, der kan transmittere op til 15,5 Tbits / s (Terabits / s - 1015 bits / sek). Fiberoptiske kabler af denne type anslås at være i stand til at understøtte op til 3.000.000 samtidige telefonopkald eller op til 90.000 tv-kanaler.
Optiske fibre kan bruges til internetoverførsel.
Hvordan fremstilles fiberoptik?
Det mest almindelige materiale til konstruktion af optiske fibre er silica, det populære navn for oxidisilicium (SiO2). Afhængig af den ønskede anvendelse kan andre materialer imidlertid anvendes i dets konstruktion, såsom fluorafledte briller og nogle elementer i chalcogenfamilien, såsom svovl.
Af mig Rafael Helerbrock
Vil du henvise til denne tekst i et skole- eller akademisk arbejde? Se:
HELERBROCK, Rafael. "Optisk fiber"; Brasilien skole. Tilgængelig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fibra-optica.htm. Adgang til 27. juni 2021.
