På optiska fibrer är flexibla trådar gjorda av genomskinliga material såsom glas eller plastfibrer och som används som ett förökningsmedel för ljus. Optiska fibrer är i allmänhet mycket tunna, med endast ett fåtal mikrometertjocklek (10-6 m), men kan vara flera kilometer lång. Optiska fibrer har flera applikationer, med dataöverföring som en av de vanligaste.
Fiberoptisk fysik
Optiska fibrer består av kärna, skal och skyddskåpa.
Optiska fibrer bildas av en hög transparent kärna. brytningsindex belagda med transparenta plastskikt vars brytningsindex är lägre än kärnans. Det fysiska fenomenet som tillåter användning av optiska fibrer är reflexioninretotal från ljus.
Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)
För din total inre reflektion, släpps ljus ut i den fiberoptiska kärnan i en minsta infallsvinkel, ringde gränsvinkel (även kallad kritisk vinkel), mätt i förhållande till gränssnittet mellan kärnan och dess hölje. En sådan vinkel gör det möjligt för ljuset att genomgå successiva inre reflektioner inuti den optiska fibern utan att det flyr därifrån.
På detta sätt kan ljus spridas över långa avstånd, med minimala förluster intensitet, förutom att övervaka det format i vilket de fiberoptiska kablarna är anordnade.
Enkelt uttryckt fungerar fiberoptisk kabel som en speglad tunnel som reflekterar ljus.
Optiska fibrer kan också föröka sig mer än en färg, eller våglängd, inuti. Denna process, kallad multiplexering, gör att mer information kan sändas samtidigt via en enda optisk fiber, såsom internet, telefon och TV, något som inte kan göras med konventionella kablar, som de som är gjorda av koppar, som ofta används för överföring Tärningar.
När olika våglängder emitteras inuti en optisk fiber, tenderar färgerna att blandas och bildar således en stråleVit, på grund av syntestillsats av färger. På terminalerna för denna typ av optisk kabel används således ett slags prisma som kan sprida ljus som separerar de olika färgerna och därmed visar dess spektrum diskret, karakteristisk för varje våglängd.
Seockså:Vad är brytning?
vad är det för
Endoskopet används för att ta bilder av insidan av halsen.
Kolla in några av de viktigaste användningarna av optiska fibrer:
StrömningiTärningar: Optiska fibrer kan användas för att överföra data från internet, telefon, TV, nätverk, radio etc.
erhållandeibilder: Optiska fibrer kan användas för att få bilder från svåråtkomliga platser, eftersom ljus kan reflekteras i deras inre över stora avstånd.
Sensorer: Genom optiska fibrer är det möjligt att bygga ett stort antal sensorer som kan känsliga temperaturvariationer, små deformationer i fasta ämnen, ljusfrekvenser, polarisering av ljus etc.
Fördelar och nackdelar
Ljus kan föröka sig inuti optiska fibrer tack vare de optiska egenskaperna hos dess kärna.
→ Fördelar
Hastighetiströmning: De flesta fiberoptiska kablar som används i världen kan överföra 40 Gbit / s (Gigabit per sekund - 109 bitar / s), men för närvarande finns det tekniker som kan överföra upp till 1 Pbit / s (Petabit per sekund - 1015 bitar / sek).
Motstånd mot elektromagnetisk störning: Fiberoptiska kablar är tillverkade av dielektriska material, och ljusutbredning inuti dessa material störs inte av externa elektromagnetiska vågor.
Låglindringisignal: Till skillnad från ledande kablar kan optiska fibrer överföra information med små förluster: cirka 0,2 dB / km (0,2 decibel - intensitetsenhet för den energi som transporteras av Vinka).
Kosta: Fiberoptiska kablar är billigare än kopparkablar.
Livanvändbar: Denna typ av kablar har en mycket lång livslängd, uppskattad till över 100 års kontinuerlig användning.
Plats: På grund av deras dataöverföringshastighet upptar fiberoptiska kablar mycket mindre utrymme än konventionella kablar.
→ Nackdelar
Ansökan: Fiberoptiska kablar är antingen underjordiska eller alltid anslutna till marken.
Bräcklighet: Fiberoptiska kablar är känsliga och kan brytas lättare än kopparkablar, och de är inte lika smidiga som metallkablar.
Avstånd: Även om de absorberar lite ljus, fiberoptiska kablar som täcker stora avstånd som de som är ubåtar behöver de många signalförstärkare för att förstärka intensitetens förluster ljus.
fiberoptisk hastighet
De flesta av de fiberoptiska kablar som används idag har överföringsfunktioner mellan 10 och 40 Gbit / s. Det finns dock ett antal applikationer där högre överföringshastigheter krävs, så vissa överföringsföretag telekommunikation har redan utvecklat kablar med en längd på 7000 km, som kan överföra upp till 15,5 bit / s (Terabits / s - 1015 bitar / sek). Fiberoptiska kablar av denna typ beräknas kunna stödja upp till 3 000 000 samtidiga telefonsamtal eller upp till 90 000 TV-kanaler.
Optiska fibrer kan användas för internetöverföring.
Hur tillverkas fiberoptik?
Det vanligaste materialet för konstruktion av optiska fibrer är kiseldioxid, det populära namnet på oxidikisel (SiO2). Beroende på önskad tillämpning kan emellertid andra material användas i dess konstruktion, såsom glas som härrör från fluor och vissa element i kalkogenfamiljen, såsom svavel.
Av mig Rafael Helerbrock
Vill du hänvisa till texten i en skola eller ett akademiskt arbete? Se:
HELERBROCK, Rafael. "Optisk fiber"; Brasilien skola. Tillgänglig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fibra-optica.htm. Åtkomst den 27 juni 2021.
