В оптичні волокна являють собою гнучкі нитки, виготовлені з прозорих матеріалів, таких як скло або пластикові волокна, і які використовуються як засіб розповсюдження світло. Оптичні волокна, як правило, дуже тонкі, лише декілька мікрометрівтовщини (10-6 м), але може бути довжиною кілька кілометрів. Оптичні волокна мають кілька застосувань, причому передача даних є однією з найпоширеніших.
Волоконно-оптична фізика
Оптичні волокна складаються з серцевини, оболонки та захисного покриву.
Оптичні волокна утворені високим прозорим сердечником. показник заломлення покриті прозорими пластиковими шарами, показники заломлення яких нижчі, ніж показники серцевини. Фізичним явищем, яке дозволяє використовувати оптичні волокна, є рефлексіявнутрішнійусього від світла.
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
Для вашого тотальне внутрішнє відображення, світло випромінюється в волоконно-оптичний сердечник в мінімальний кут падіння, зателефонував граничний кут (також званий критичним кутом), виміряний по відношенню до межі розділу між сердечником і його корпусом. Такий кут дозволяє світлу піддаватися послідовним внутрішнім відбиттям всередині оптичного волокна, не виходячи звідти.
Таким чином, світло може поширюватися на великі відстані, з мінімальними втратами в ньому інтенсивність, на додаток до контролю формату, в якому розташовані волоконно-оптичні кабелі.
Простіше кажучи, волоконно-оптичний кабель працює як дзеркальний тунель, який відбиває світло.
Оптичні волокна також можуть поширювати більше одного кольору, або довжина хвилі, всередині. Цей процес, т.зв. мультиплексування, дозволяє одночасно передавати більше інформації за одним оптичним волокном, таким як Інтернет, телефон і телевізор, чого не можна зробити за допомогою звичайних кабелів, таких як мідні, широко використовувані для передачі Кістки.
Коли всередині оптичного волокна випромінюються різні довжини хвиль, кольори мають тенденцію до змішування, утворюючи таким чином балкаБілий, через синтездобавка кольорів. Таким чином, на клемах цього типу оптичного кабелю використовується своєрідна призма, здатна розсіювати світло, відокремлюючи різні кольори і відображаючи таким чином його спектру дискретні, характерні для кожної довжини хвилі.
Дивисьтакож:Що таке рефракція?
навіщо це
Ендоскоп використовується для зйомки внутрішньої частини горла.
Ознайомтеся з деякими основними способами використання оптичних волокон:
Потокове передаваннявКістки: Оптичні волокна можна використовувати для передачі даних з Інтернету, телефону, телебачення, мереж, радіо тощо.
отриманнявзображення: Оптичні волокна можна використовувати для отримання зображень із важкодоступних місць, оскільки світло може відбиватися в їх інтер’єрі на великі відстані.
Датчики: За допомогою оптичних волокон можна створити найрізноманітніші датчики чутливі коливання температури, невеликі деформації твердих тіл, частоти світла, поляризація світло тощо
Переваги і недоліки
Світло здатне поширюватися всередині оптичних волокон завдяки оптичним властивостям його серцевини.
→ Переваги
Швидкістьвпотокове: Більшість волоконно-оптичних кабелів, що використовуються у світі, здатні передавати 40 Гбіт / с (гігабіт в секунду - 109 біт / с), однак наразі існують технології, здатні передавати до 1 Пбіт / с (петабіт в секунду - 1015 біт / сек).
Стійкість до електромагнітних перешкод: Волоконно-оптичні кабелі виготовлені з діелектричних матеріалів, і розповсюдженню світла всередині цих матеріалів не заважають зовнішні електромагнітні хвилі.
Низькийпом'якшеннявсигналу: На відміну від провідних кабелів, оптичні волокна можуть передавати інформацію за допомогою невеликі втрати: близько 0,2 дБ / км (0,2 децибела - одиниця інтенсивності енергії, яку несе хвиля).
Вартість: Волоконно-оптичні кабелі дешевші, ніж мідні кабелі.
Життякорисний: Цей тип кабелів має дуже тривалий термін служби, який оцінюється у понад 100 років безперервного використання.
Космос: Через швидкість передачі даних волоконно-оптичні кабелі займають набагато менший простір, ніж звичайні кабелі.
→ Недоліки
Застосування: Волоконно-оптичні кабелі знаходяться або під землею, або завжди підключені до землі.
Тендітність: Волоконно-оптичні кабелі чутливі і можуть ламатися легше, ніж мідні кабелі, і вони не такі податливі, як металеві кабелі.
Відстані: Хоча вони поглинають мало світла, волоконно-оптичні кабелі, які покривають великі відстані, як ті що є підводними човнами, їм потрібно багато повторювачів сигналу для посилення втрат інтенсивності світло.
волоконно-оптична швидкість
Більшість волоконно-оптичних кабелів, що використовуються сьогодні, мають можливості передачі між 10 і 40 Гбіт / с. Однак існує низка додатків, де потрібні більш високі швидкості передачі, тому деякі трансферні компанії телекомунікації вже розробили кабелі довжиною понад 7000 км, здатні передавати до 15,5 Тбіт / с (Терабіт / с - 1015 біт / сек). Волоконно-оптичні кабелі цього типу, за оцінками, можуть підтримувати до 3 000 000 одночасних телефонних дзвінків або до 90 000 телевізійних каналів.
Оптичні волокна можна використовувати для передачі через Інтернет.
Як виготовляється волоконна оптика?
Найпоширенішим матеріалом для побудови оптичних волокон є кремнезем, популярна назва оксидвкремній (SiO2). Однак, в залежності від бажаного застосування, в його конструкції можуть бути використані інші матеріали, такі як окуляри з фтором та деякі елементи сімейства халькогенів, такі як сірка.
Мені Рафаель Хелерброк
Хотіли б ви посилатися на цей текст у школі чи академічній роботі? Подивіться:
ХЕЛЕРБРОК, Рафаель. "Оптичне волокно"; Бразильська школа. Доступно: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fibra-optica.htm. Доступ 27 червня 2021 року.
