At optiniai pluoštai yra lanksčios gijos, pagamintos iš skaidrių medžiagų, tokių kaip stiklo ar plastiko pluoštai, ir kurios naudojamos kaip sklaidos priemonė lengvas. Optiniai pluoštai paprastai yra labai ploni, tik keli mikrometraistorio (10-6 m), tačiau gali būti kelių kilometrų ilgio. Optiniai pluoštai turi keletą programų, o duomenų perdavimas yra vienas iš labiausiai paplitusių.
Optinio pluošto fizika
Optiniai pluoštai susideda iš šerdies, apvalkalo ir apsauginės dangos.
Optinius pluoštus suformuoja aukšta skaidri šerdis. lūžio rodiklis padengtas skaidraus plastiko sluoksniais, kurių lūžio rodikliai yra mažesni nei šerdies. Fizinis reiškinys, leidžiantis naudoti optines skaidulas, yra atspindysvidinisviso nuo šviesos.
Jūsų visiškas vidinis atspindys, šviesa į šviesolaidžio šerdį skleidžiama a minimalus kritimo kampas, paskambino ribinis kampas (dar vadinamas kritiniu kampu), matuojamas sąsajos tarp šerdies ir jos korpuso atžvilgiu. Toks kampas leidžia šviesai iš eilės vidinius atspindžius optinio pluošto viduje neištrūkti iš ten.
Tokiu būdu šviesa gali būti skleidžiama dideliais atstumais, jos nuostoliai minimalūs intensyvumas, be optinio pluošto kabelių išdėstymo formato stebėjimo.
Paprasčiau tariant, šviesolaidinis kabelis veikia kaip veidrodinis tunelis, atspindintis šviesą.
Optiniai pluoštai taip pat gali skleisti daugiau nei vieną spalvą arba bangos ilgis, viduje. Šis procesas, vadinamas multipleksavimas, leidžia vienu metu perduoti daugiau informacijos per vieną optinį pluoštą, pvz., internetą, telefoną ir televizorius, ko negalima padaryti naudojant įprastus kabelius, pavyzdžiui, pagamintus iš vario, plačiai naudojamus perdavimui Kauliukai.
Kai optinio pluošto viduje išsiskiria skirtingi bangos ilgiai, spalvos linkusios maišytis, taip susidarant a sijaBalta, dėl sintezėpriedas spalvų. Taigi šio tipo optinio kabelio gnybtuose naudojama tam tikra prizmė, galinti išsklaidyti šviesą, atskiriant skirtingas spalvas ir taip parodant jos spektrą diskretiškas, būdingas kiekvienam bangos ilgiui.
Pažiūrėktaip pat:Kas yra lūžis?
Kam tai
Endoskopas naudojamas gerklės vidaus vaizdams fotografuoti.
Patikrinkite keletą pagrindinių optinių skaidulų naudojimo būdų:
SrautasįKauliukai: Optiniai pluoštai gali būti naudojami duomenims perduoti iš interneto, telefono, televizijos, tinklų, radijo ir kt.
gautiįvaizdai: Optinius pluoštus galima naudoti norint gauti vaizdus iš sunkiai pasiekiamų vietų, nes šviesa jų interjere gali atsispindėti dideliu atstumu.
Jutikliai: Naudojant optinius pluoštus, galima sukurti įvairiausius jutiklius, galinčius - jautrūs temperatūros pokyčiai, mažos kietųjų medžiagų deformacijos, šviesos dažniai, poliarizacija šviesa ir kt.
Privalumai ir trūkumai
Šviesa gali plisti optinių skaidulų viduje dėl savo šerdies optinių savybių.
→ Privalumai
Greitisįsrautas: Dauguma pasaulyje naudojamų šviesolaidžių kabelių gali perduoti 40 Gbit / s (Gigabits per sekundę - 109 bitų / s), tačiau šiuo metu yra technologijų, galinčių perduoti iki 1 Pbit / s („Petabit“ per sekundę - 1015 bitų / sek.).
Atsparumas elektromagnetiniams trukdžiams: Šviesolaidiniai kabeliai yra pagaminti iš dielektrinių medžiagų, o šviesos sklidimui šių medžiagų viduje netrukdo išorinės elektromagnetinės bangos.
Žemasšvelninimasįsignalas: Skirtingai nuo laidžių kabelių, optiniai pluoštai gali perduoti informaciją su maži nuostoliai: apie 0,2 dB / km (0,2 decibelai - energijos nešamos energijos intensyvumo vienetas) banga).
Kaina: Šviesolaidiniai kabeliai yra pigesni nei variniai laidininkai.
Gyvenimasnaudinga: Šio tipo kabeliai turi labai ilgą tarnavimo laiką, manoma, kad jie nuolat naudojami daugiau nei 100 metų.
Erdvė: Dėl savo duomenų perdavimo spartos optiniai kabeliai užima daug mažesnę erdvę nei įprasti kabeliai.
→ Trūkumai
Naudojimas: Šviesolaidiniai kabeliai yra po žeme arba visada prijungti prie žemės.
Trapumas: Šviesolaidiniai kabeliai yra jautrūs ir gali lengviau nutrūkti nei variniai kabeliai, ir jie nėra taip kaliojo, kaip metaliniai.
Atstumai: Nors jie sugeria mažai šviesos, optinio pluošto kabeliai, įveikiantys didelius atstumus, panašius į tuos tai yra povandeniniai laivai, jiems reikia daugybės signalų kartotuvų, kad sustiprėtų lengvas.
šviesolaidžio greitis
Dauguma šiandien naudojamų šviesolaidžių kabelių turi perdavimo galimybes 10 ir 40 Gbit / s. Tačiau yra daugybė programų, kuriose reikalingi didesni perdavimo tarifai, todėl kai kurios perdavimo įmonės telekomunikacijos jau sukūrė kabelius, kurių ilgis viršija 7000 km, galinčius perduoti iki 15,5 Tbits / s (terabitai / s - 1015 bitų / sek.). Apskaičiuota, kad tokio tipo šviesolaidiniai kabeliai gali palaikyti iki 3 000 000 vienu metu atliekamų telefono skambučių arba iki 90 000 televizijos kanalų.
Interneto perdavimui gali būti naudojamos optinės skaidulos.
Kaip gaminama optinė optika?
Labiausiai paplitusi optinių skaidulų konstrukcijos medžiaga yra silicio dioksidas, populiarus pavadinimas oksidasįsilicio (SiO2). Tačiau, atsižvelgiant į norimą pritaikymą, jo konstrukcijoje gali būti naudojamos kitos medžiagos, tokios kaip stiklo stiklai ir kai kurie chalkogenų šeimos elementai, tokie kaip siera.
Mano. Rafaelis Helerbrockas