Na optička vlakna su fleksibilni niti izrađeni od prozirnih materijala kao što su staklena ili plastična vlakna i koji se koriste kao sredstvo za širenje svjetlo. Optička vlakna su općenito vrlo tanka, ima ih samo nekoliko mikrometaradebljine (10-6 m), ali može biti dugačka nekoliko kilometara. Optička vlakna imaju nekoliko primjena, a prijenos podataka jedan je od najčešćih.
Fizika optičkih vlakana
Optička vlakna sastoje se od jezgre, ljuske i zaštitnog pokrova.
Optička vlakna tvore visoka prozirna jezgra. indeks loma presvučeni prozirnim plastičnim slojevima čiji su indeksi loma niži od indeksa jezgre. Fizički fenomen koji omogućuje upotrebu optičkih vlakana je odrazunutarnjaukupno od svjetlosti.
Za tvoj totalna unutarnja refleksija, svjetlost se emitira u optičku jezgru u a minimalni upadni kut, nazvao granični kut (naziva se i kritični kut), mjereno u odnosu na sučelje između jezgre i njezinog kućišta. Takav kut omogućuje svjetlu da se sukcesivno odražava unutar optičkog vlakna, a da odatle ne pobjegne.
Na taj se način svjetlost može širiti na velike udaljenosti, uz minimalne gubitke intenzitet, uz praćenje formata u kojem su postavljeni svjetlovodni kabeli.
Jednostavno rečeno, optički kabel djeluje poput zrcalnog tunela koji odražava svjetlost.
Optička vlakna također mogu širiti više boja, ili duljina vala, iznutra. Ovaj postupak, tzv multipleksiranje, omogućuje istovremeno prenošenje više informacija preko jednog optičkog vlakna, poput interneta, telefona i televizija, nešto što se ne može učiniti konvencionalnim kabelima, poput bakrenih, koji se široko koriste za prijenos Kocke.
Kada se unutar optičkog vlakna emitiraju različite valne duljine, boje se miješaju, stvarajući tako gredaBijela, zbog sintezaaditiv boja. Dakle, na stezaljkama ove vrste optičkog kabela koristi se vrsta prizme sposobna rasipati svjetlost, odvajajući različite boje i na taj način prikazujući svoju spektar diskretna, karakteristična za svaku valnu duljinu.
Izgledtakođer:Što je lom?
čemu služi
Endoskop se koristi za snimanje unutrašnjosti grla.
Pogledajte neke od glavnih namjena optičkih vlakana:
StrujanjeuKocke: Optička vlakna mogu se koristiti za prijenos podataka s interneta, telefona, televizije, mreža, radija itd.
dobivanjeuslike: Optička vlakna mogu se koristiti za dobivanje slika s teško dostupnih mjesta, jer se svjetlost može reflektirati u njihovoj unutrašnjosti na velike udaljenosti.
Senzori: Putem optičkih vlakana moguće je izraditi široku paletu senzora za koje je to moguće osjetljive promjene temperature, male deformacije u krutinama, frekvencije svjetlosti, polarizacija svjetlost itd.
Prednosti i nedostatci
Svjetlost se može širiti unutar optičkih vlakana zahvaljujući optičkim svojstvima svoje jezgre.
→ Prednosti
Ubrzatiustreaming: Većina svjetlovodnih kabela koji se koriste u svijetu mogu prenijeti 40 Gbit / s (gigabita u sekundi - 109 bitova / s), međutim, trenutno postoje tehnologije koje mogu prenijeti do 1 Pbit / s (Petabit u sekundi - 1015 bitova / sek).
Otpornost na elektromagnetske smetnje: Optički kabeli izrađeni su od dielektričnih materijala, a širenju svjetlosti unutar tih materijala ne ometaju vanjski elektromagnetski valovi.
Niskasmanjenjeusignal: Za razliku od vodljivih kabela, optička vlakna mogu prenositi informacije pomoću mali gubici: oko 0,2 dB / km (0,2 decibela - jedinica intenziteta energije koju nosi val).
Trošak: Optički kabeli jeftiniji su od bakrenih vodiča.
Životkoristan: Ova vrsta kabela ima vrlo dug vijek trajanja, koji se procjenjuje na više od 100 godina neprekidne uporabe.
Prostor: Zbog brzine prijenosa podataka, optički kabeli zauzimaju puno manji prostor od uobičajenih kabela.
→ Mane
Primjena: Optički kabeli su ili pod zemljom ili su uvijek povezani sa zemljom.
Krhkost: Optički kabeli su osjetljivi i mogu se lakše slomiti od bakrenih kabela, a nisu podatni poput metalnih kabela.
Udaljenost: Iako apsorbiraju malo svjetlosti, optički kabeli koji pokrivaju velike udaljenosti poput onih koje su podmornice, trebaju im mnogi repetitori signala da pojačaju gubitke intenziteta svjetlo.
brzina optičkih vlakana
Većina optičkih kabela koji se danas koriste imaju mogućnost prijenosa između 10 i 40 Gbit / s. Međutim, postoji niz aplikacija u kojima su potrebne veće stope prijenosa, pa neke prijenosne tvrtke telekomunikacije već su razvile kablove duljine preko 7000 km, sposobne za prijenos do 15,5 Tbita / s (Terabits / s - 1015 bitova / sek). Procjenjuje se da optički kablovi ove vrste mogu podržati do 3.000.000 simultanih telefonskih poziva ili do 90.000 televizijskih kanala.
Optička vlakna mogu se koristiti za internetski prijenos.
Kako se izrađuje optička vlakna?
Najčešći materijal za izradu optičkih vlakana je silicijev dioksid, popularni naziv za oksidusilicij (SiO2). Međutim, ovisno o željenoj primjeni, u njegovoj se konstrukciji mogu koristiti i drugi materijali, poput naočala dobivenih fluorom i nekih elemenata obitelji halkogena, poput sumpora.
Ja, Rafael Helerbrock
