Znalosti týkající se optických vláken

Optická vlákna jsou vyrobena ze skla nebo plastu. Většina z nich má průměr přibližně lidského vlasu a může být dlouhá mnoho kilometrů. Světlo prochází středem vlákna z jednoho konce na druhý a lze použít signál. Systémy optických vláken jsou v mnoha aplikacích lepší než kovové vodiče. Jejich největší výhodou je šířka pásma. Kvůli vlnové délce světla mohou být přenášeny signály obsahující více informací než kovové vodiče (dokonce i koaxiální vodiče). Mezi další výhody patří:

Elektrická izolace - Optická vlákna nevyžadují uzemnění. Vysílač a přijímač jsou od sebe izolovány, takže nedochází k problémům se zemní smyčkou. Navíc nehrozí žádné jiskry nebo úraz elektrickým proudem.

Imunita vůči elektromagnetickému rušení – Vláknová optika není ovlivněna elektromagnetickým rušením (EMI) a sama nevyzařuje záření, které by způsobovalo jiné rušení.

Nízká spotřeba energie - To umožňuje delší kabely a méně zesilovačů zesilovačů.

Lehčí a menší - Vláknová optika váží méně a vyžaduje méně místa než kovové vodiče s ekvivalentní přenosovou kapacitou signálu.

Měděný drát je asi 13x těžší. Vláknová optika se také snadněji instaluje a vyžaduje méně prostoru pro vedení.

Aplikace

Některé z hlavních oblastí použití optických vláken jsou:

Komunikace – Přenos hlasu, dat a videa jsou nejběžnějším využitím optických vláken, včetně:

– Telekomunikace

– místní sítě (LAN)

– Průmyslové řídicí systémy

– Systémy avioniky Vojenské systémy velení, řízení a komunikace

Snímání – Optická vlákna lze použít k přenosu světla ze vzdáleného zdroje do detektoru pro získání informací o tlaku, teplotě nebo spektru. Optická vlákna lze také přímo použít jako senzory k měření mnoha vlivů prostředí, jako je napětí, tlak, odpor a pH. Změny prostředí ovlivňují intenzitu světla, fázi a/nebo polarizaci způsoby, které lze detekovat na druhém konci vlákna.

Přenos výkonu – Optická vlákna mohou dodávat velmi vysoký výkon pro úkoly, jako je řezání laserem, svařování, značení a vrtání.

Osvětlení – Svazek optických vláken spojených se světelným zdrojem na jednom konci může ve spojení s endoskopem osvětlit těžko dostupná místa, například uvnitř lidského těla. Kromě toho je lze použít jako vývěsní štíty nebo jednoduše jako dekorativní osvětlení.

Optické vlákno se skládá ze tří základních soustředných součástí: jádro, plášť a vnější povlak

Jádro je obvykle vyrobeno ze skla nebo plastu, ale někdy se používají jiné materiály v závislosti na požadovaném spektru přenosu. Jádro je světlo propouštějící část vlákna. Plášť je obvykle vyroben ze stejného materiálu jako jádro, ale s mírně nižším indexem lomu (obvykle asi o 1 % nižším). Tento rozdíl v indexu lomu způsobuje totální vnitřní odraz na hranicích indexu lomu podél délky vlákna, což umožňuje světlu cestovat po vláknu, aniž by unikalo bočními stěnami.

Povlak obvykle obsahuje jednu nebo více vrstev plastového materiálu pro ochranu vlákna před fyzikálním prostředím. Někdy se k povlaku přidává kovový plášť, který poskytuje další fyzickou ochranu.

Optická vlákna jsou obvykle specifikována svými rozměry, jako je vnější průměr jádra, pláště a povlaku. Například 62,5/125/250 označuje vlákno s jádrem o průměru 62,5 mikronů, pláštěm o průměru 125 mikronů a vnějším povlakem o průměru 0,25 mm.