W włókna optyczne są elastycznymi włóknami zdolnymi do przenoszenia lekki od emitera światła do czułego na nie detektora. Generalnie włókna te są zbudowane z przezroczystych materiałów i mają grubość zbliżoną do kosmyk włosów.
Badania nad światłowodami rozpoczęły się w 1842 roku analizą transportu światła w strumieniach wodnych, którą wykonali Jean-Daniel Colladon i Jacques Babinet. Wraz z wynalezieniem lasera w latach 60-tych, badania i rozwój światłowodów zostały wzmocnione.
W 1966 roku Charles Kao i jego zespół byli w stanie przesyłać dane przez włókna wykonane z krzemionka, a te transmisje odbywały się bez znaczącej utraty danych.
Zastosowania dla światłowodów
Oprócz zastosowania w telekomunikacji i transporcie danych, światłowody mogą być wykorzystywane w transmisjach rozmowy telefoniczne i na sygnałach telewizyjnych.
Światłowód jest szeroko stosowany w telekomunikacji.
Inną możliwością wykorzystania tego materiału jest diagnostyka obrazowa, wykonywana np. w badaniu endoskopowym. W tym badaniu wprowadzany jest specjalny włókno światłowodowe wraz ze źródłem światła,
w żołądku, dostarczając obrazy, które są wykorzystywane do wykrywania stanu narządu..
Do wykonywania badań endoskopowych wykorzystywany jest specjalny światłowód.
Włókna mogą przesyłać różne rodzaje sygnałów na duże odległości bez utraty jakości. Przykładem tego jest to, że kable transoceaniczne zapewniają transmisję sygnału między kontynentami.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Jak światło przechodzi przez światłowód?
Światło przechodzi przez światłowód poprzez zjawisko pełne odbicie światła. Gdy światło pada na powierzchnię separacji między dwoma nośnikami o różnych współczynniki załamania, w kierunku największego do najmniejszego indeksu, z kątami padania większymi niż określony kąt zwany kąt krytyczny, a refrakcja jest utrudniony, a promień światła jest w pełni odbijany.
Rdzeń światłowodowy ma wyższy współczynnik załamania światła niż powłoka, więc gdy pada światło, zawsze przy kąt większy niż kąt krytyczny, podlega kolejnym odbiciom całkowitym, co powoduje, że przechodzi przez całą długość materiał.
Niedogodności
O ile światłowody mają wiele zalet w porównaniu do kabli miedź, istnieją co najmniej dwie wady korzystania z tych materiałów:
1. Włókna są produkowane z bardzo wrażliwych materiałów, dlatego ich obsługa podczas produkcji i instalacji musi być przeprowadzona w celu zagwarantowania integralności materiału;
2. Transmisje na duże odległości mogą być realizowane tylko po wprowadzeniu wzmacniaczy sygnału, zwykle instalowanych w odległości co najmniej 50 km. Ponieważ są wykonane z bardzo specyficznego materiału, produkcja wzmacniaczy zwiększa koszt produkcji bardzo długich kabli światłowodowych.
przez Joaba Silasa
Ukończył fizykę
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:
JUNIOR, Joab Silas da Silva. „Co to są światłowody?”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-sao-fibras-opticas.htm. Dostęp 28 czerwca 2021 r.
