Под термина оптични влакна се разбира учението на процесите на разпространение на светлината в оптично влакно и промяна в свойствата си с или крайни продукти, които имат в своя състав влакна.
На свой ред, оптични влакна, наречен фин гъвкав сърцевина от кварцово стъкло или специален вид пластмаса, в която тече светлината, отразена от стените на вените. Тел базирани оптично влакно може да предава цифрови данни на големи разстояния с много висока скорост.
Произходът на оптично влакно
Използването на звук и светлина като сигнал за предоставяне на информацията, започна още от древни времена, когато хората почука на Гонг и запалени огньове, за да се предупреждават за опасност. Тези дни са отминали, но идеята за аудио и визуални медии запис не е загубил актуалност и подобрени с течение на времето в различни устройства. Един от тях е оптичен телеграф, изобретен от Робърт Хук. Това е апарат, с който информацията се предоставя под формата на специални сигнали. В далечината те биха могли да помислите за използване на телескоп. Хук устройство печели популярност и е била използвана в продължение на доста време.
Впоследствие французинът Клод Chappe проектиран и разработен сигнал на устройството с цифров код, който означава, чрез използване на специален речник. Точността и скоростта на предаване на данни е допринесъл за успеха на това изобретение и скоро Телеграф Chappe верига е изградена не само във Франция, но и в други страни.
През следващия век, други изобретатели са направени някои промени в съществуващите сигнални устройства, както и в началото на 1960 г., съветските учени са направили абсолютно пробив в областта на физиката е изобретен лазер. Въз основа на новото развитие са построени оптична предаване на данни система, имаща редица значителни предимства в сравнение с производството на кабела на мед по-голяма широчина на честотната лента на електромагнитната интерференция резистентност, по-малко тегло и по-дълъг живот.
Материали за влакно
При производството на оптични влакна използва кварцово стъкло или полимерни материали. Silica оптично влакно се основава на разтопен кварц - ценни скални образуващ минерали. Благодарение на свойствата си, влакното базирани на силициево стъкло има много положителни характеристики, като например:
- добра оптична прозрачност, което позволява прехвърлянето на информация да се използва различна дължина на вълната
- ниската затихване. Поради това свойство, данните могат да се предават на дълги разстояния, които се простират използването на кварц оптични влакна
- устойчивост на продължително излагане на високи температури.
Полимерният оптично влакно има висока степен на гъвкавост, така че оптичните влакна са направени с тяхното използване може да има достатъчно голям диаметър (1000 микрона), което осигурява добра проводимост на радиация тях. Въпреки това, поради високите стойности на затихване на полимерното влакно не може да се използва в инфрачервени зони, където способността му предаване на светлината намалява значително.
Структурата на продукта
Кварцов влакна като полимерът има същата структура, която включва такива елементи, всеки от които е с индекс на пречупване:
- Ядрото осигурява движение на светлинно излъчване на влакното. От големината на диаметъра на ядрото, зависи от степента, че са засегнати от лъчите на светлинните лъчи. Ето защо, колкото по-голям диаметър, по-голям е на разположение за предоставяне на радиация района. В влакна индекс на пречупване стойността на оптичната (п) на ядрото е около 1.48.
- Вътрешната обвивка има по-малък коефициент на пречупване стойност от сърцевината, която осигурява вътрешно отражение, като светлинни лъчи пътуване по протежение на влакното. Когато пълно вътрешно отражение, светлинния лъч да влезе в активната зона, ще се движат през нея с максималната мощност.
- Външната облицовка е буфер многослойно покритие служи за защита на вътрешните елементи на оптичното влакно от външни отрицателни фактори. Минимална дебелина покритие е 250 микрона.
Вариации на оптичното влакно
Към днешна дата, отличава тези видове оптични влакна са един режим и многомодовото. различаващи се една от друга с диаметър на сърцевината.
В един режим влакнеста сърцевина с диаметър е около 8 микрона. Поради малкия диаметър на сърцевината може да се движи върху нея само един светлинен лъч така поява на прехвърлен дисперсия се намалява до нула. Този фактор дава възможност за прехвърляне на данни на много километри разстояние на по-висока скорост.
Оптични влакна с голям диаметър на сърцевината (62.5 mm), на която се разпространява светлинната емисия се нарича многомодовото. Този вид на оптични влакна позволява въвеждане на множество светлинни лъчи под различни ъгли и насърчава едновременното им движение. Въпреки това, поради големия размер на сърцевината увеличава отражение на светлината от външната обвивка, което води до получаването на дисперсия, където пропускателна намалява.
На свой ред, многомодовото оптично влакно е разделена на:
- градиент
Те плътност на сърцевината варира в места, което причинява дисперсията intermode: преходът към различни плътности на сърцевината развива голяма скорост на светлинните лъчи, и следователно те достигнат разстояние до крайната точка на тел над намалена интервал от време. - пристъпи
Тук, плътността на сърцевината е еднакво по цялата дължина на влакното, така че вероятността от модален дисперсия е по-висока, отколкото в влакно градиент
сфера на приложение
Благодарение на разнообразни свойства на оптичното влакно се използва широко в медицински, технически и научни области, в създаването на оптичните комуникации и сензори оптични влакна с показания висока точност.