Ob optična vlakna so prožne niti iz prozornih materialov, kot so steklena ali plastična vlakna, in ki se uporabljajo kot sredstvo za razmnoževanje svetloba. Optična vlakna so na splošno zelo tanka, le nekaj jih je mikrometrovdebeline (10-6 m), lahko pa je dolga več kilometrov. Optična vlakna imajo več aplikacij, pri čemer je prenos podatkov eden najpogostejših.
Fizika optičnih vlaken
Optična vlakna so sestavljena iz jedra, lupine in zaščitnega pokrova.
Optična vlakna tvori visoko prozorno jedro. lomni količnik prevlečena s prozornimi plastičnimi plastmi, katerih lomni količniki so nižji od indeksov jedra. Fizični pojav, ki omogoča uporabo optičnih vlaken, je refleksijanotranjeskupaj od svetlobe.
Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)
Za vašo popolna notranja refleksija, v jedro optičnih vlaken v a najmanjši vpadni kot, poklical mejni kot (imenovan tudi kritični kot), merjeno glede na vmesnik med jedrom in njegovim ohišjem. Tak kot omogoča svetlobi, da se v optičnem vlaknu zaporedoma odbije, ne da bi od nje ušla.
Na ta način se lahko svetloba širi na velike razdalje z minimalnimi izgubami intenzivnost, poleg spremljanja oblike, v kateri so razporejeni optični kabli.
Preprosto povedano, optični kabel deluje kot zrcalni predor, ki odbija svetlobo.
Optična vlakna lahko razmnožujejo tudi več barv, oz valovna dolžina, znotraj. Ta postopek, imenovan multipleksiranje, omogoča hkratno pošiljanje več informacij prek enega samega optičnega vlakna, kot so internet, telefon in televizije, česar ni mogoče storiti z običajnimi kabli, kot so bakreni, ki se pogosto uporabljajo za prenos Kocke.
Ko se znotraj optičnega vlakna oddajajo različne valovne dolžine, se barve običajno mešajo in tako tvorijo žarekBela, zaradi sintezadodatek barv. Tako se na terminalih te vrste optičnega kabla uporablja nekakšna prizma, ki lahko razprši svetlobo, loči različne barve in tako prikaže njeno spektra diskretna, značilna za vsako valovno dolžino.
Poglejtudi:Kaj je lom?
čemu je namenjen
Endoskop se uporablja za fotografiranje notranjosti grla.
Oglejte si nekaj glavnih načinov uporabe optičnih vlaken:
PretakanjevKocke: Optična vlakna se lahko uporabljajo za prenos podatkov z interneta, telefona, televizije, omrežij, radia itd.
pridobivanjevslike: Optična vlakna se lahko uporabljajo za pridobivanje slik iz težko dostopnih krajev, saj se lahko svetloba v njihovi notranjosti odbija na velike razdalje.
Senzorji: Z optičnimi vlakni je mogoče zgraditi najrazličnejše senzorje, ki so sposobni občutljive spremembe temperature, majhne deformacije v trdnih snoveh, svetlobne frekvence, polarizacija svetloba itd.
Prednosti in slabosti
Svetloba se lahko širi znotraj optičnih vlaken zaradi optičnih lastnosti svojega jedra.
→ Prednosti
Hitrostvpretakanje: Večina optičnih kablov, ki se uporabljajo na svetu, lahko oddajajo 40 Gbit / s (Gigabit na sekundo - 109 bitov / s), vendar trenutno obstajajo tehnologije, ki lahko prenesejo do 1 Pbit / s (Petabit na sekundo - 1015 bitov / sek).
Odpornost proti elektromagnetnim motnjam: Optični kabli so narejeni iz dielektričnih materialov, na širjenje svetlobe znotraj teh materialov pa ne vplivajo zunanji elektromagnetni valovi.
Nizkoublažitevvsignal: Za razliko od prevodnih kablov lahko optična vlakna prenašajo informacije z majhne izgube: približno 0,2 dB / km (0,2 decibela - enota intenzivnosti energije, ki jo prenaša val).
Stroški: Optični kabli so cenejši od bakrenih vodnikov.
Življenjekoristno: Ta vrsta kablov ima zelo dolgo življenjsko dobo, ocenjeno na več kot 100 let neprekinjene uporabe.
Vesolje: Zaradi hitrosti prenosa podatkov optični kabli zavzamejo veliko manj prostora kot običajni kabli.
→ Slabosti
Uporaba: Optični kabli so pod zemljo ali pa so vedno povezani s tlemi.
Krhkost: Optični kabli so občutljivi in se lahko lažje lomijo kot bakreni kabli in niso tako voljni kot kovinski kabli.
Razdalje: Čeprav absorbirajo malo svetlobe, optični kabli pokrivajo velike razdalje, kot so ti ki so podmornice, potrebujejo veliko repetitorjev signala, da okrepijo izgube intenzivnosti svetloba.
optična hitrost
Večina danes uporabljenih optičnih kablov ima prenosne zmogljivosti med 10 in 40 Gbit / s. Vendar obstajajo številne aplikacije, pri katerih so zahtevane višje stopnje prenosa, zato nekatera prenosna podjetja telekomunikacije so že razvile kable, dolge več kot 7000 km, ki lahko prenašajo do 15,5 Tbitov / s (Terabitov / s - 1015 bitov / sek). Ocenjuje se, da lahko optični kabli te vrste podpirajo do 3.000.000 hkratnih telefonskih klicev ali do 90.000 televizijskih kanalov.
Optična vlakna se lahko uporabljajo za internetni prenos.
Kako je narejena optična vlakna?
Najpogostejši material za izdelavo optičnih vlaken je kremen, priljubljeno ime za oksidvsilicij (SiO2). Glede na želeno uporabo pa lahko pri njeni izdelavi uporabimo druge materiale, kot so kozarci, pridobljeni s fluorom, in nekatere elemente družine halkogenov, na primer žveplo.
Jaz, Rafael Helerbrock
Bi se radi sklicevali na to besedilo v šolskem ali akademskem delu? Poglej:
HELERBROCK, Rafael. "Optična vlakna"; Brazilska šola. Na voljo v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fibra-optica.htm. Dostop 27. junija 2021.
