Klo optiset kuidut ovat joustavia filamentteja, jotka on valmistettu läpinäkyvistä materiaaleista, kuten lasi - tai muovikuiduista, ja joita käytetään välineen levittämiseen kevyt. Optiset kuidut ovat yleensä hyvin ohuita, vain vähän mikrometriäpaksuus (10-6 m), mutta voi olla useita kilometrejä pitkä. Optisilla kuiduilla on useita sovelluksia, ja tiedonsiirto on yksi yleisimmistä.
Valokuitufysiikka
Optiset kuidut koostuvat ytimestä, kuoresta ja suojakannesta.
Optiset kuidut muodostetaan korkeasta läpinäkyvästä sydämestä. taitekerroin päällystetty läpinäkyvillä muovikerroksilla, joiden taitekertoimet ovat pienemmät kuin ytimen. Fysikaalinen ilmiö, joka sallii optisten kuitujen käytön, on pohdintaasisäinenkaikki yhteensä valolta.
Sinun täydellinen sisäinen heijastus, valo säteilee valokuituytimeen a vähimmäiskulma, olla nimeltään rajakulma (kutsutaan myös kriittiseksi kulmaksi) mitattuna ytimen ja sen kotelon väliseen rajapintaan. Tällainen kulma antaa valolle mahdollisuuden suorittaa peräkkäisiä sisäisiä heijastuksia optisen kuidun sisällä ilman, että se pakenisi sieltä.
Tällä tavalla valoa voidaan levittää pitkiä matkoja, ja sen häviöt ovat minimaaliset intensiteettilisäksi valokuitukaapelien muodon seurannan lisäksi.
Yksinkertaisesti sanottuna valokuitukaapeli toimii kuin peilattu tunneli, joka heijastaa valoa.
Optiset kuidut voivat myös levittää useampaa kuin yhtä väriä tai aallonpituus, sisällä. Tätä prosessia kutsutaan multipleksointi, mahdollistaa enemmän tietojen siirtämisen samanaikaisesti yhden optisen kuidun kautta, kuten Internet, puhelin ja televisio, mitä ei voida tehdä tavanomaisilla kaapeleilla, kuten kuparista valmistetuilla kaapeleilla, joita käytetään laajalti siirtämiseen Noppa.
Kun optisen kuidun sisällä säteilee erilaisia aallonpituuksia, värit pyrkivät sekoittumaan muodostaen siten a palkkiValkoinen, koska synteesilisäaine värejä. Siten tämän tyyppisen optisen kaapelin liittimissä käytetään eräänlaista valoa sirottavaa prismaa, joka erottaa eri värit ja näyttää siten sen taajuuksia erillinen, ominaisuus kullekin aallonpituudelle.
Katsomyös:Mikä on taittuminen?
mitä varten se on
Endoskooppia käytetään ottamaan kuvia kurkun sisäpuolelta.
Tutustu optisten kuitujen pääkäyttöön:
suoratoistosisäänNoppa: Optisia kuituja voidaan käyttää tietojen siirtämiseen Internetistä, puhelimesta, televisiosta, verkoista, radiosta jne.
saadasisäänkuvia: Optisia kuituja voidaan käyttää kuvien hankkimiseen vaikeasti tavoitettavissa olevista paikoista, koska valo heijastuu niiden sisätiloihin pitkiä matkoja.
Anturit: Optisten kuitujen avulla on mahdollista rakentaa monenlaisia antureita, jotka pystyvät herkät lämpötilan vaihtelut, pienet muodonmuutokset kiintoaineissa, valotaajuudet, polarisaatio valo jne.
Hyödyt ja haitat
Valo pystyy etenemään optisten kuitujen sisällä sen ytimen optisten ominaisuuksien ansiosta.
→ Edut
Nopeussisäänsuoratoisto: Suurin osa maailmassa käytetyistä valokaapeleista pystyy lähettämään 40 Gbit / s (gigabittiä sekunnissa - 109 bittiä / s), mutta tällä hetkellä on tekniikoita, jotka pystyvät siirtämään jopa 1 Pbit / s (Petabitti sekunnissa - 1015 bittiä / s).
Sähkömagneettisten häiriöiden kestävyys: Valokuitujohdot on valmistettu dielektrisistä materiaaleista, ja ulkoiset sähkömagneettiset aallot eivät häiritse valon etenemistä näiden materiaalien sisällä.
Matalalieventäminensisäänsignaali: Toisin kuin johtavat kaapelit, optiset kuidut voivat lähettää tietoja pienet häviöt: noin 0,2 dB / km (0,2 desibeliä - energian voimakkuuden yksikkö Aalto).
Kustannus: Valokaapelit ovat halvempia kuin kuparijohtimen kaapelit.
Elämähyödyllinen: Tämän tyyppisillä kaapeleilla on erittäin pitkä käyttöikä, arviolta yli 100 vuotta jatkuvaa käyttöä.
Avaruus: Valokuitukaapelit vievät tiedonsiirtonopeudensa vuoksi paljon pienempää tilaa kuin tavalliset kaapelit.
→ Haitat
Sovellus: Valokaapelit ovat joko maan alla tai aina kytkettyinä maahan.
Hauraus: Kuituoptiset kaapelit ovat herkkiä ja voivat rikkoutua helpommin kuin kuparikaapelit, eivätkä ne ole niin tempervaluvia kuin metallikaapelit.
Etäisyydet: Vaikka ne absorboivat vähän valoa, kuituoptiset kaapelit, jotka kattavat suuret etäisyydet kuin ne jotka ovat sukellusveneitä, he tarvitsevat monia signaalin toistimia voidakseen vahvistaa kevyt.
valokuitunopeus
Suurimmalla osalla nykyisin käytetyistä valokaapeleista on välitystoimintoja 10 ja 40 Gbit / s. On kuitenkin olemassa useita sovelluksia, joissa vaaditaan suurempia siirtonopeuksia, joten jotkut siirtoyritykset tietoliikenne on jo kehittänyt yli 7000 km pituisia kaapeleita, jotka pystyvät siirtämään jopa 15,5 Tbits / s (terabittiä / s - 1015 bittiä / s). Tämän tyyppisten valokaapelien arvioidaan pystyvän tukemaan jopa 3 000 000 samanaikaista puhelua tai jopa 90 000 televisiokanavaa.
Optisia kuituja voidaan käyttää Internet-lähetykseen.
Kuinka kuituoptiikkaa tehdään?
Yleisin materiaali optisten kuitujen rakentamiseksi on piidioksidi, suosittu nimi oksidisisäänpii (SiO2). Halutusta käyttötarkoituksesta riippuen sen rakentamisessa voidaan kuitenkin käyttää muita materiaaleja, kuten fluoripohjaisia lasit ja joitain kalkogeeniperheen elementtejä, kuten rikki.
Minun luona. Rafael Helerbrock