Znalosti týkajúce sa optických vlákien

Optické vlákna sú vyrobené zo skla alebo plastu. Väčšina z nich má priemer približne ľudského vlasu a môže byť dlhá niekoľko kilometrov. Svetlo prechádza stredom vlákna z jedného konca na druhý a môže sa použiť signál. Systémy s optickými vláknami sú v mnohých aplikáciách lepšie ako kovové vodiče. Ich najväčšou výhodou je šírka pásma. Kvôli vlnovej dĺžke svetla môžu byť prenášané signály obsahujúce viac informácií ako kovové vodiče (dokonca aj koaxiálne vodiče). Medzi ďalšie výhody patrí:

Elektrická izolácia - Optické vlákna nevyžadujú uzemnenie. Vysielač a prijímač sú od seba izolované, takže nevznikajú žiadne problémy so zemnou slučkou. Navyše nehrozia iskry ani zásah elektrickým prúdom.

Odolnosť voči elektromagnetickému rušeniu - Vláknová optika nie je ovplyvnená elektromagnetickým rušením (EMI) a sama nevyžaruje žiarenie, ktoré by spôsobovalo iné rušenie.

Nízka spotreba energie - To umožňuje dlhší kábel a menej zosilňovačov.

Ľahšie a menšie - Optické vlákna vážia menej a vyžadujú menej miesta ako kovové vodiče s ekvivalentnou prenosovou kapacitou signálu.

Medený drôt je asi 13-krát ťažší. Optické vlákna sa tiež ľahšie inštalujú a vyžadujú menej miesta na vedenie.

Aplikácie

Niektoré z hlavných oblastí použitia optických vlákien sú:

Komunikácia – Prenos hlasu, dát a videa sú najbežnejšími spôsobmi použitia optických vlákien vrátane:

– Telekomunikácie

- Lokálne siete (LAN)

– Priemyselné riadiace systémy

– Systémy avioniky Vojenské systémy velenia, riadenia a komunikácie

Snímanie – Optické vlákna možno použiť na prenos svetla zo vzdialeného zdroja do detektora na získanie informácií o tlaku, teplote alebo spektre. Optické vlákna môžu byť tiež použité priamo ako senzory na meranie mnohých environmentálnych vplyvov, ako je napätie, tlak, odpor a pH. Zmeny prostredia ovplyvňujú intenzitu svetla, fázu a/alebo polarizáciu spôsobmi, ktoré možno detekovať na druhom konci vlákna.

Prenos energie – Optické vlákna môžu poskytnúť veľmi vysoký výkon pri úlohách, ako je rezanie laserom, zváranie, značenie a vŕtanie.

Osvetlenie – Zväzok optických vlákien spojených so svetelným zdrojom na jednom konci môže v spojení s endoskopom osvetliť ťažko dostupné miesta, napríklad vo vnútri ľudského tela. Okrem toho môžu byť použité ako zobrazovacie tabule alebo jednoducho ako dekoratívne osvetlenie.

Optické vlákno sa skladá z troch základných sústredných komponentov: jadro, plášť a vonkajší povlak

Jadro je zvyčajne vyrobené zo skla alebo plastu, ale niekedy sa používajú aj iné materiály v závislosti od požadovaného spektra prenosu. Jadro je časť vlákna prepúšťajúca svetlo. Plášť je zvyčajne vyrobený z rovnakého materiálu ako jadro, ale s mierne nižším indexom lomu (zvyčajne asi o 1 % nižším). Tento rozdiel v indexe lomu spôsobuje úplný vnútorný odraz na hraniciach indexu lomu pozdĺž dĺžky vlákna, čo umožňuje svetlu prechádzať po vlákne bez úniku cez bočné steny.

Povlak zvyčajne obsahuje jednu alebo viac vrstiev plastového materiálu na ochranu vlákna pred fyzikálnym prostredím. Niekedy sa k povlaku pridáva kovový plášť, ktorý poskytuje ďalšiu fyzickú ochranu.

Optické vlákna sú zvyčajne špecifikované svojimi rozmermi, ako je vonkajší priemer jadra, plášťa a povlaku. Napríklad 62,5/125/250 označuje vlákno s jadrom s priemerom 62,5 mikrónu, plášťom s priemerom 125 mikrónov a vonkajším povlakom s priemerom 0,25 mm.