Optisk fiber: hva det er, funksjon, fordeler og ulemper

 På optiske fibre er fleksible filamenter laget av gjennomsiktige materialer slik som glass eller plastfibre og som brukes som et formeringsmiddel for lys. Optiske fibre er generelt veldig tynne, med bare noen få mikrometertykkelse (10^-6 m), men kan være flere kilometer lang. Optiske fibre har flere bruksområder, med dataoverføring som en av de vanligste.

Fiberoptisk fysikk

Optiske fibre består av kjerne, skall og beskyttelsesdeksel.

Optiske fibre er dannet av en høy gjennomsiktig kjerne. brytningsindeks belagt med gjennomsiktige plastlag med brytningsindekser som er lavere enn kjernen. Det fysiske fenomenet som tillater bruk av optiske fibre er speilbildeinnvendigTotal fra lys.

Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)

For din total intern refleksjon, slippes lys ut i den fiberoptiske kjernen i en minimum innfallsvinkel, kalt begrensningsvinkel (også kalt kritisk vinkel), målt i forhold til grensesnittet mellom kjernen og foringsrøret. En slik vinkel gjør at lyset kan gjennomgå suksessive indre refleksjoner inne i den optiske fiberen uten at det rømmer derfra.

På denne måten kan lys forplantes over lange avstander, med minimale tap i dets intensitet, i tillegg til å overvåke formatet der fiberoptiske kabler er ordnet.

Enkelt sagt, fiberoptisk kabel fungerer som en speiletunnel som reflekterer lys.

Optiske fibre kan også forplante seg mer enn en farge, eller bølgelengde, innsiden. Denne prosessen, kalt multiplexing, lar mer informasjon overføres samtidig over en enkelt optisk fiber, for eksempel internett, telefon og TV, noe som ikke kan gjøres med konvensjonelle kabler, som de som er laget av kobber, mye brukt til overføring Terning.

Når forskjellige bølgelengder sendes ut i en optisk fiber, har fargene en tendens til å blande seg, og danner dermed en stråleHvit, på grunn av syntesetilsetningsstoff av farger. På terminalene til denne typen optisk kabel brukes det en slags prisme som er i stand til å spre lys, som skiller de forskjellige fargene og dermed viser dens spektrum diskret, karakteristisk for hver bølgelengde.

Seogså:Hva er brytning?

hva er den til

Endoskopet brukes til å ta bilder av innsiden av halsen.

Sjekk ut noen av de viktigste bruksområdene for optiske fibre:

• StreamingiTerning: Optiske fibre kan brukes til å overføre data fra internett, telefon, TV, nettverk, radio etc.

• å skaffeiBilder: Optiske fibre kan brukes til å skaffe bilder fra vanskelig tilgjengelige steder, siden lys kan reflekteres i interiøret over store avstander.

• Sensorer: Gjennom optiske fibre er det mulig å bygge et bredt utvalg av sensorer som er i stand til følsomme temperaturvariasjoner, små deformasjoner i faste stoffer, lysfrekvenser, polarisering av lys etc.

Fordeler og ulemper

Lys er i stand til å forplante seg i optiske fibre takket være de optiske egenskapene til kjernen.

→ Fordeler

• Hastighetistreaming: De fleste fiberoptiske kabler som brukes i verden, kan overføre 40 Gbit / s (Gigabit per sekund - 10⁹ bit / s), men for øyeblikket er det teknologier som er i stand til å overføre opptil 1 Pbit / s (Petabit per sekund - 10¹⁵ bits / sek).

• Motstand mot elektromagnetisk interferens: Fiberoptiske kabler er laget av dielektriske materialer, og lysforplantning inne i disse materialene forstyrres ikke av eksterne elektromagnetiske bølger.

• Lavskadebegrensningisignal: I motsetning til ledende kabler, kan optiske fibre overføre informasjon med små tap: ca. 0,2 dB / km (0,2 desibel - intensitetsenhet for energien som bæres av bølge).

• Koste: Fiberoptiske kabler er billigere enn kobberlederkabler.

• Livnyttig: Denne typen kabler har en veldig lang levetid, beregnet til over 100 års kontinuerlig bruk.

• Rom: På grunn av dataoverføringshastigheten opptar fiberoptiske kabler mye mindre plass enn vanlige kabler.

→ Ulemper

• Applikasjon: Fiberoptiske kabler er enten under jorden eller alltid koblet til bakken.

• Skjørhet: Fiberoptiske kabler er følsomme og kan knekke lettere enn kobberkabler, og de er ikke like smidige som metallkabler.

• Avstander: Selv om de absorberer lite lys, fiberoptiske kabler som dekker store avstander som de som er ubåter, trenger de mange signalrepeatere for å forsterke tapet av intensitet lys.

fiberoptisk hastighet

De fleste fiberoptiske kabler som brukes i dag har overføringsfunksjoner mellom 10 og 40 Gbits / s. Imidlertid er det flere applikasjoner der det kreves høyere overføringshastigheter, så noen overfører selskaper telekommunikasjon har allerede utviklet kabler med en lengde på 7000 km, som kan overføre opptil 15,5 Tbits / s (Terabits / s - 10¹⁵ bits / sek). Fiberoptiske kabler av denne typen anslås å være i stand til å støtte opptil 3.000.000 samtidige telefonsamtaler eller opptil 90.000 TV-kanaler.

Optiske fibre kan brukes til overføring via internett.

Hvordan lages fiberoptikk?

Det vanligste materialet for konstruksjon av optiske fibre er silika, det populære navnet på oksidisilisium (SiO₂). Avhengig av ønsket anvendelse kan imidlertid andre materialer brukes i konstruksjonen, slik som fluoravledede briller og noen elementer i kalkogenfamilien, slik som svovel.
Av meg. Rafael Helerbrock

Vil du referere til denne teksten i et skole- eller akademisk arbeid? Se:

HELERBROCK, Rafael. "Optisk fiber"; Brasilskolen. Tilgjengelig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fibra-optica.htm. Tilgang 27. juni 2021.