O optické vlákna sú pružné vlákna vyrobené z priehľadných materiálov, ako sú sklenené alebo plastové vlákna, a ktoré sa používajú ako prostriedok na šírenie svetlo. Optické vlákna sú všeobecne veľmi tenké, iba s niekoľkými mikrometrehrúbky (10-6 m), ale môže byť dlhá niekoľko kilometrov. Optické vlákna majú niekoľko aplikácií, pričom prenos dát je jedným z najbežnejších.
Fyzika optických vlákien
Optické vlákna pozostávajú z jadra, plášťa a ochranného krytu.
Optické vlákna sú tvorené vysoko priehľadným jadrom. index lomu potiahnuté priehľadnými plastovými vrstvami, ktorých indexy lomu sú nižšie ako indexy jadra. Fyzikálny jav, ktorý umožňuje použitie optických vlákien, je odrazinternéCelkom zo svetla.
Pre teba celková vnútorná reflexia, svetlo sa emituje do jadra z optických vlákien v a minimálny uhol dopadu, zavolal medzný uhol (tiež nazývaný kritický uhol), meraný vo vzťahu k rozhraniu medzi jadrom a jeho plášťom. Takýto uhol umožňuje, aby svetlo prešlo postupnými vnútornými odrazmi vo vnútri optického vlákna, bez toho, aby odtiaľ uniklo.
Týmto spôsobom sa svetlo môže šíriť na veľké vzdialenosti s minimálnymi stratami intenzita, okrem sledovania formátu, v ktorom sú usporiadané káble z optických vlákien.
Jednoducho povedané, optický kábel funguje ako zrkadlový tunel, ktorý odráža svetlo.
Optické vlákna môžu tiež šíriť viac ako jednu farbu, príp vlnovú dĺžku, vo vnútri. Tento proces tzv multiplexovanie, umožňuje viac informácií prenášaných súčasne cez jediné optické vlákno, ako je internet, telefón a televízia, čo sa nedá urobiť bežnými káblami, napríklad medenými, ktoré sa bežne používajú na prenos Kocky.
Keď sú vo vnútri optického vlákna vyžarované rôzne vlnové dĺžky, farby majú tendenciu sa miešať, čím vytvárajú a lúčbiely, kvôli syntézaprísada farieb. Na svorkách tohto typu optického kábla sa teda používa akýsi hranol schopný rozptyľovať svetlo, ktorý oddeľuje rôzne farby a tým zobrazuje jeho spektrum diskrétne, charakteristické pre každú vlnovú dĺžku.
Pozritiež:Čo je to lom?
načo to je
Endoskop sa používa na snímanie vnútorných častí hrdla.
Vyskúšajte niektoré z hlavných použití optických vlákien:
StreamingvKocky: Optické vlákna môžu byť použité na prenos dát z internetu, telefónu, televízie, sietí, rádia atď.
získanievsnímky: Na získanie snímok z ťažko dostupných miest možno použiť optické vlákna, pretože v ich interiéri sa môže odrážať svetlo na veľké vzdialenosti.
Senzory: Prostredníctvom optických vlákien je možné vytvoriť širokú škálu senzorov, ktoré sú schopné citlivé zmeny teploty, malé deformácie v tuhých látkach, frekvencie svetla, polarizácia svetlo atď.
Výhody a nevýhody
Svetlo je schopné šíriť sa vnútri optických vlákien vďaka optickým vlastnostiam svojho jadra.
→ Výhody
Rýchlosťvstreaming: Väčšina káblov z optických vlákien používaných na svete je schopná prenášať 40 Gbit / s (gigabitov za sekundu - 109 bitov / s), v súčasnosti však existujú technológie, ktoré sú schopné prenášať až 1 Pbit / s (Petabit za sekundu - 1015 bitov / s).
Odolnosť proti elektromagnetickému rušeniu: Káble z optických vlákien sú vyrobené z dielektrických materiálov a šírenie svetla vo vnútri týchto materiálov nie je ovplyvňované vonkajšími elektromagnetickými vlnami.
Nízkazmiernenievsignál: Na rozdiel od vodivých káblov môžu optické vlákna prenášať informácie pomocou malé straty: asi 0,2 dB / km (0,2 decibelov - jednotka intenzity energie prenášanej elektródou) mávať).
Náklady: Káble z optických vlákien sú lacnejšie ako káble z medených vodičov.
Životužitočné: Tento typ káblov má veľmi dlhú životnosť, ktorá sa odhaduje na viac ako 100 rokov nepretržitého používania.
Vesmír: Vďaka svojej rýchlosti prenosu dát káble z optických vlákien zaberajú oveľa menší priestor ako bežné káble.
→ Nevýhody
Prihláška: Káble z optických vlákien sú buď podzemné, alebo vždy pripojené k zemi.
Krehkosť: Káble z optických vlákien sú citlivé a môžu sa ľahšie zlomiť ako medené káble. Nie sú tak tvarovateľné ako kovové káble.
Vzdialenosti: Aj keď absorbujú málo svetla, káble z optických vlákien, ktoré prekonávajú také veľké vzdialenosti to sú ponorky, potrebujú veľa zosilňovačov signálu na zosilnenie strát na intenzite svetlo.
rýchlosť optického vlákna
Väčšina dnes používaných káblov z optických vlákien má prenosové schopnosti medzi 10 a 40 Gb / s. Existuje však niekoľko aplikácií, kde sa požadujú vyššie prenosové rýchlosti, takže niektoré prevodové spoločnosti telekomunikácie už vyvinuli káble s dĺžkou viac ako 7000 km, ktoré sú schopné prenášať až 15,5 Tb / s (terabitov / s - 1015 bitov / s). Podľa odhadov sú káble z optických vlákien schopné podporovať až 3 000 000 súčasných telefónnych hovorov alebo až 90 000 televíznych kanálov.
Na internetový prenos je možné použiť optické vlákna.
Ako sa vyrába vláknová optika?
Najbežnejším materiálom na výrobu optických vlákien je oxid kremičitý, ľudový názov pre oxidvkremík (SiO2). V závislosti na požadovanom použití je však možné pri jeho konštrukcii použiť iné materiály, napríklad sklá odvodené od fluóru a niektoré prvky z rodiny chalkogénu, napríklad síru.
Podľa mňa.Rafael Helerbrock