Beim optische Fasern sind flexible Filamente aus transparenten Materialien wie Glas- oder Kunststofffasern, die als Fortpflanzungsmedium der Licht. Optische Fasern sind im Allgemeinen sehr dünn, mit nur wenigen Mikrometerder Dicke (10-6 m), kann aber mehrere Kilometer lang sein. Optische Fasern haben mehrere Anwendungen, wobei die Datenübertragung eine der häufigsten ist.
Faseroptik-Physik
Lichtwellenleiter bestehen aus Kern, Hülle und Schutzhülle.
Optische Fasern werden durch einen hochtransparenten Kern gebildet. Brechungsindex beschichtet mit transparenten Kunststoffschichten, deren Brechungsindizes niedriger sind als die des Kerns. Das physikalische Phänomen, das die Verwendung von Lichtwellenleitern ermöglicht, ist die Reflexioninterngesamt aus Licht.
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Für dein Totalreflexion, Licht wird in a fiber in den Glasfaserkern emittiert minimaler Einfallswinkel, namens Grenzwinkel (auch kritischer Winkel genannt), gemessen in Bezug auf die Grenzfläche zwischen dem Kern und seiner Hülle. Ein solcher Winkel ermöglicht, dass das Licht im Inneren der Lichtleitfaser aufeinanderfolgende interne Reflexionen durchläuft, ohne dass es von dort entweicht.
Auf diese Weise kann Licht über weite Strecken mit minimalen Verlusten in seiner Intensität, zusätzlich zur Überwachung des Formats, in dem die Glasfaserkabel angeordnet sind.
Einfach ausgedrückt funktioniert Glasfaserkabel wie ein gespiegelter Tunnel, der Licht reflektiert.
Optische Fasern können auch mehr als eine Farbe übertragen, oder Wellenlänge, Innerhalb. Dieser Prozess, genannt Multiplexen, ermöglicht die gleichzeitige Übertragung von mehr Informationen über eine einzige Glasfaser, wie z. B. Internet, Telefon und Fernsehen, was mit herkömmlichen Kabeln nicht möglich ist, z. B. aus Kupfer, das häufig für die Übertragung verwendet wird Würfel.
Wenn unterschiedliche Wellenlängen in einem Lichtwellenleiter emittiert werden, neigen die Farben dazu, sich zu vermischen und bilden so ein StrahlWeiß, wegen der SyntheseZusatzstoff von Farben. So wird an den Anschlüssen dieses optischen Kabeltyps eine Art Prisma verwendet, das Licht streuen kann, die verschiedenen Farben trennt und so seine Spektrum diskret, charakteristisch für jede Wellenlänge.
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wofür ist das
Das Endoskop wird verwendet, um Bilder vom Inneren des Rachens aufzunehmen.
Sehen Sie sich einige der Hauptanwendungen von Glasfasern an:
StreamingimWürfel: Glasfasern können verwendet werden, um Daten aus Internet, Telefon, Fernsehen, Netzwerken, Radio usw. zu übertragen.
erhaltenimBilder: Mit Lichtwellenleitern lassen sich auch an schwer zugänglichen Stellen Bilder aufnehmen, da Licht in ihrem Inneren über große Distanzen reflektiert werden kann.
Sensoren: Durch optische Fasern ist es möglich, eine Vielzahl von Sensoren zu bauen, die in der Lage sind empfindliche Temperaturschwankungen, kleine Verformungen in Festkörpern, Lichtfrequenzen, Polarisation von Licht usw.
Vorteile und Nachteile
Licht kann sich dank der optischen Eigenschaften seines Kerns in Glasfasern ausbreiten.
→ Vorteile
GeschwindigkeitimStreaming: Die meisten weltweit verwendeten Glasfaserkabel können 40 Gbit/s (Gigabit pro Sekunde – 109 Bit/s), jedoch gibt es derzeit Technologien, die in der Lage sind, bis zu 1 Pbit/s (Petabit pro Sekunde – 1015 Bit/s).
Beständigkeit gegen elektromagnetische Störungen: Glasfaserkabel bestehen aus dielektrischen Materialien, und die Lichtausbreitung in diesen Materialien wird nicht durch externe elektromagnetische Wellen gestört.
NiedrigAbschwächungimSignal: Im Gegensatz zu leitfähigen Kabeln können Glasfasern Informationen mit kleine Verluste: ca. 0,2 dB/km (0,2 Dezibel - Einheit der Intensität der vom Welle).
Kosten: Glasfaserkabel sind billiger als Kupferleiterkabel.
Lebennützlich: Dieser Kabeltyp hat eine sehr lange Lebensdauer, die auf über 100 Jahre Dauereinsatz geschätzt wird.
Platz: Glasfaserkabel benötigen aufgrund ihrer Datenübertragungsrate viel weniger Platz als herkömmliche Kabel.
→ Nachteile
Anwendung: Glasfaserkabel sind entweder erdverlegt oder immer geerdet.
Zerbrechlichkeit: Glasfaserkabel sind empfindlich und können leichter brechen als Kupferkabel, und sie sind nicht so formbar wie Metallkabel.
Entfernungen: Obwohl sie wenig Licht absorbieren, sind Glasfaserkabel, die große Entfernungen zurücklegen, wie diese die U-Boote sind, brauchen sie viele Signalverstärker, um die Intensitätsverluste der Licht.
Glasfasergeschwindigkeit
Die meisten der heute verwendeten Glasfaserkabel haben Übertragungsmöglichkeiten zwischen 10 und 40 Gbit/s. Es gibt jedoch mehrere Anwendungen, bei denen höhere Transferraten erforderlich sind, so dass einige Transferunternehmen Telekommunikation hat bereits Kabel mit einer Länge von über 7000 km entwickelt, die bis zu 15,5 Tbit/s (Terabit/s - 1015 Bit/s). Es wird geschätzt, dass Glasfaserkabel dieses Typs in der Lage sind, bis zu 3.000.000 gleichzeitige Telefongespräche oder bis zu 90.000 Fernsehkanäle zu unterstützen.
Für die Internetübertragung können Glasfasern verwendet werden.
Wie wird Glasfaser hergestellt?
Das gebräuchlichste Material für den Bau von Lichtwellenleitern ist Siliziumdioxid, die gängige Bezeichnung für OxidimSilizium (SiO2). In Abhängigkeit von der gewünschten Anwendung können jedoch auch andere Materialien in seiner Konstruktion verwendet werden, wie beispielsweise von Fluor abgeleitete Gläser und einige Elemente der Chalkogen-Familie, wie beispielsweise Schwefel.
Von mir. Rafael Helerbrock
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HELERBROCK, Rafael. "Glasfaser"; Brasilien Schule. Verfügbar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fibra-optica.htm. Zugriff am 27. Juni 2021.
