Знання, пов'язані з оптичним волокном

Оптичні волокна виготовляють зі скла або пластику. Діаметр більшості з них приблизно схожий на людську волосину, а завдовжки вони можуть бути багато миль. Світло поширюється по центру волокна від одного кінця до іншого, і сигнал може бути поданий. Волоконно-оптичні системи перевершують металеві провідники в багатьох сферах застосування. Найбільша їхня перевага — пропускна здатність. Через довжину світлової хвилі сигнали, що містять більше інформації, можуть передаватися, ніж металеві провідники (навіть коаксіальні). Серед інших переваг:

Електрична ізоляція - волоконна оптика не вимагає заземлення. Передавач і приймач ізольовані один від одного, тому немає проблем із контуром заземлення. Крім того, немає ризику іскор або ураження електричним струмом.

Стійкість до електромагнітних перешкод - волоконна оптика не зазнає впливу електромагнітних перешкод (EMI), і вони самі не випромінюють випромінювання, щоб спричинити інші перешкоди.

Низьке енергоспоживання - це дозволяє використовувати довші кабелі та менше підсилювачів повторювачів.

Легші та менші – волоконна оптика важить менше та потребує менше місця, ніж металеві провідники з еквівалентною пропускною здатністю сигналу.

Мідний дріт приблизно в 13 разів важчий. Оптоволокно також простіше встановлювати та потребує менше місця для труб.

Додатки

Деякі з основних сфер застосування оптичного волокна:

Зв’язок – передача голосу, даних і відео є найпоширенішими способами використання оптичного волокна, зокрема:

– Телекомунікації

– Локальні мережі (LAN)

– Промислові системи управління

– Авіоніка Системи військового командування, управління та систем зв’язку

Зондування – оптичні волокна можна використовувати для передачі світла від віддаленого джерела до детектора для отримання інформації про тиск, температуру або спектр. Оптичні волокна також можна використовувати безпосередньо як датчики для вимірювання багатьох впливів навколишнього середовища, таких як деформація, тиск, опір і pH. Зміни навколишнього середовища впливають на інтенсивність, фазу та/або поляризацію світла таким чином, що їх можна виявити на іншому кінці волокна.

Передача електроенергії – оптичні волокна можуть забезпечити дуже високу потужність для таких завдань, як лазерне різання, зварювання, маркування та свердління.

Освітлення – пучок оптичних волокон, об’єднаних разом з джерелом світла на одному кінці, може освітлювати важкодоступні місця, наприклад, всередині людського тіла разом з ендоскопом. Крім того, їх можна використовувати як вивіски або просто як декоративне освітлення.

Оптичне волокно складається з трьох основних концентричних компонентів: серцевини, оболонки та зовнішнього покриття

Ядро зазвичай виготовляється зі скла або пластику, але іноді використовуються інші матеріали залежно від бажаного спектру пропускання. Серцевина – це світлопропускаюча частина волокна. Оболонка зазвичай виготовляється з того ж матеріалу, що й сердечник, але з дещо нижчим показником заломлення (зазвичай приблизно на 1% нижче). Ця різниця в показниках заломлення спричиняє повне внутрішнє відображення на границях показників заломлення вздовж волокна, дозволяючи світлу проходити по волокну, не виходячи через бічні стінки.

Покриття зазвичай включає один або кілька шарів пластикового матеріалу для захисту волокна від фізичного середовища. Іноді до покриття додають металеву оболонку для забезпечення додаткового фізичного захисту.

Оптичні волокна зазвичай визначаються за їхніми розмірами, такими як зовнішній діаметр серцевини, оболонки та покриття. Наприклад, 62,5/125/250 відноситься до волокна з серцевиною діаметром 62,5 мікрон, оболонкою діаметром 125 мікрон і зовнішнім покриттям діаметром 0,25 мм.