Знания, свързани с оптични влакна

Оптичните влакна са изработени от стъкло или пластмаса. Повечето са с диаметъра на човешки косъм и могат да бъдат дълги много мили. Светлината се движи по центъра на влакното от единия край до другия и може да се приложи сигнал. Оптичните системи превъзхождат металните проводници в много приложения. Най-голямото им предимство е честотната лента. Поради дължината на вълната на светлината могат да се предават сигнали, съдържащи повече информация, отколкото метални проводници (дори коаксиални проводници). Други предимства включват:

Електрическа изолация - Оптичните влакна не изискват заземяване. Предавателят и приемникът са изолирани един от друг, така че няма проблеми със заземяването. Освен това няма опасност от искри или токов удар.

Устойчиви на електромагнитни смущения - Оптичните влакна не се влияят от електромагнитни смущения (EMI) и самите те не излъчват радиация, която да причини други смущения.

Ниска консумация на енергия - Това позволява по-дълги кабели и по-малко повторителни усилватели.

По-леки и по-малки - Оптичните влакна тежат по-малко и изискват по-малко пространство от металните проводници с еквивалентен капацитет на пренасяне на сигнала.

Медната тел е около 13 пъти по-тежка. Оптичните влакна също са по-лесни за инсталиране и изискват по-малко пространство за тръбопроводи.

Приложения

Някои от основните области на приложение на оптичните влакна са:

Комуникации – Преносът на глас, данни и видео са най-често използваните оптични влакна, включително:

– Телекомуникации

– Локални мрежи (LAN)

– Индустриални системи за управление

– Авионика Системи Военно командване, контрол и комуникационни системи

Сензор – Оптичните влакна могат да се използват за предаване на светлина от отдалечен източник към детектор за получаване на информация за налягане, температура или спектрална информация. Оптичните влакна могат също да се използват директно като сензори за измерване на много въздействия върху околната среда, като напрежение, налягане, съпротивление и pH. Промените в околната среда влияят на интензитета, фазата и/или поляризацията на светлината по начини, които могат да бъдат открити в другия край на влакното.

Предаване на мощност – Оптичните влакна могат да осигурят много висока мощност за задачи като лазерно рязане, заваряване, маркиране и пробиване.

Осветление – Сноп от оптични влакна, събрани заедно със светлинен източник в единия край, може да осветява труднодостъпни зони, например вътре в човешкото тяло във връзка с ендоскоп. В допълнение, те могат да се използват като рекламни табели или просто като декоративно осветление.

Оптичното влакно се състои от три основни концентрични компонента: сърцевина, обвивка и външно покритие

Ядрото обикновено е направено от стъкло или пластмаса, но понякога се използват и други материали в зависимост от желания спектър на предаване. Сърцевината е светлопропускливата част на влакното. Обвивката обикновено е направена от същия материал като сърцевината, но с малко по-нисък индекс на пречупване (обикновено около 1% по-нисък). Тази разлика в индекса на пречупване причинява пълно вътрешно отражение на границите на индекса на пречупване по дължината на влакното, което позволява на светлината да се движи надолу по влакното, без да излиза през страничните стени.

Покритието обикновено включва един или повече слоя пластмасов материал за защита на влакното от физическата среда. Понякога към покритието се добавя метална обвивка, за да се осигури допълнителна физическа защита.

Оптичните влакна обикновено се определят по техните размери, като външния диаметър на сърцевината, обвивката и покритието. Например 62,5/125/250 се отнася до влакно с диаметър на сърцевината от 62,5 микрона, обвивка с диаметър 125 микрона и външно покритие с диаметър 0,25 mm.