Beim optische Fasern sind flexible Filamente, die übertragen können Licht von einem Lichtemitter zu einem dafür empfindlichen Detektor. Im Allgemeinen bestehen diese Filamente aus transparenten Materialien und haben eine Dicke von etwa a Haarsträhne.
Studien über optische Fasern begannen 1842 mit der Analyse des Lichttransports in Wasserstrahlen von Jean-Daniel Colladon und Jacques Babinet. Mit der Erfindung des Lasers in den 1960er Jahren wurde die Forschung und Entwicklung optischer Fasern verstärkt.
1966 konnten Charles Kao und sein Team Daten durch Fasern aus made Kieselsäure, und diese Übertragungen erfolgten ohne nennenswerten Datenverlust.
Anwendungen für optische Fasern
Neben dem Einsatz in der Telekommunikation und zum Datentransport können Glasfasern auch bei der Übertragung von Anrufe und auf TV-Signalen.
Glasfaser wird in der Telekommunikation häufig verwendet.
Eine weitere Einsatzmöglichkeit dieses Materials ist die bildgebende Diagnostik, die beispielsweise bei der Endoskopie-Untersuchung durchgeführt wird. In dieser Prüfung wird eine spezielle optische Faser zusammen mit einer Lichtquelle eingeführt,
im Magen und liefert Bilder, die verwendet werden, um den Zustand des Organs zu erkennen..
Zur Durchführung von Endoskopieuntersuchungen wird ein spezieller Lichtwellenleiter verwendet.
Durch die Fasern können unterschiedliche Arten von Signalen über lange Distanzen ohne Qualitätsverlust übertragen werden. Ein Beispiel dafür ist, dass transozeanische Kabel Signalübertragungen zwischen Kontinenten ermöglichen.
Wie wandert Licht durch Glasfasern?
Licht wird durch die Faser übertragen durch das Phänomen von transmitted volle Lichtreflexion. Wenn Licht auf die Trennfläche zwischen zwei Medien mit unterschiedlichen Brechungsindizes, in Richtung vom größten zum kleinsten Index, mit Einfallswinkeln größer als ein bestimmter Winkel namens angle kritischer Winkel, ein Brechung behindert und der Lichtstrahl vollständig reflektiert.
Der Glasfaserkern hat einen höheren Brechungsindex als die Hülle, also bei Lichteinfall immer mit a Winkel größer als der Grenzwinkel, erfährt es aufeinanderfolgende Totalreflexionen, wodurch es die gesamte Länge des Material.
Nachteile
So wie Glasfasern im Vergleich zu Kabeln zahlreiche Vorteile haben Kupfer, es gibt mindestens zwei Nachteile bei der Verwendung dieser Materialien:
1. Fasern werden mit sehr empfindlichen Materialien hergestellt, daher muss ihre Handhabung während der Herstellung und während der Installation durchgeführt werden, um die Integrität des Materials zu gewährleisten;
2. Langstreckenübertragungen können nur mit der Einführung von Signalverstärkern durchgeführt werden, die in der Regel mit einer Mindestreichweite von 50 km installiert werden. Da sie aus einem sehr speziellen Material bestehen, erhöht die Herstellung von Verstärkern die Herstellungskosten sehr langer Glasfaserkabel.
Von Joab Silas
Abschluss in Physik
Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-sao-fibras-opticas.htm