Znanje o optičnih vlaknih

Optična vlakna so izdelana iz stekla ali plastike. Večina jih ima približno premer človeškega lasu in so lahko dolgi več kilometrov. Svetloba potuje vzdolž središča vlakna od enega konca do drugega in lahko se uporabi signal. Sistemi z optičnimi vlakni so v številnih aplikacijah boljši od kovinskih vodnikov. Njihova največja prednost je pasovna širina. Zaradi valovne dolžine svetlobe se lahko signali, ki vsebujejo več informacij, prenašajo kot kovinski vodniki (tudi koaksialni vodniki). Druge prednosti vključujejo:

Električna izolacija - Optična vlakna ne zahtevajo ozemljitvene povezave. Oddajnik in sprejemnik sta izolirana drug od drugega, tako da ni težav z ozemljitveno zanko. Poleg tega ni nevarnosti iskrenja ali električnega udara.

Odpornost na elektromagnetne motnje – na optična vlakna ne vplivajo elektromagnetne motnje (EMI) in sama ne oddajajo sevanja, ki bi povzročalo druge motnje.

Nizka poraba energije - To omogoča daljše kable in manj repetitorskih ojačevalnikov.

Lažja in manjša – optična vlakna tehtajo manj in zahtevajo manj prostora kot kovinski vodniki z enakovredno nosilnostjo signala.

Bakrena žica je približno 13-krat težja. Optična vlakna so enostavnejša za namestitev in zahtevajo manj prostora za cevi.

Aplikacije

Nekatera glavna področja uporabe optičnih vlaken so:

Komunikacije – Glasovni, podatkovni in video prenos so najpogostejša uporaba optičnih vlaken, vključno z:

– Telekomunikacije

– Lokalna omrežja (LAN)

– Industrijski nadzorni sistemi

– Sistemi letalske elektronike Vojaški poveljniški, nadzorni in komunikacijski sistemi

Zaznavanje – optična vlakna se lahko uporabljajo za prenos svetlobe od oddaljenega vira do detektorja za pridobitev informacij o tlaku, temperaturi ali spektru. Optična vlakna se lahko uporabljajo tudi neposredno kot senzorji za merjenje številnih okoljskih učinkov, kot so napetost, tlak, upor in pH. Okoljske spremembe vplivajo na intenzivnost svetlobe, fazo in/ali polarizacijo na načine, ki jih je mogoče zaznati na drugem koncu vlakna.

Prenos moči – Optična vlakna lahko zagotavljajo zelo visoke moči za naloge, kot so lasersko rezanje, varjenje, označevanje in vrtanje.

Osvetlitev – Snop optičnih vlaken, združenih z virom svetlobe na enem koncu, lahko osvetli težko dostopna področja, na primer znotraj človeškega telesa v povezavi z endoskopom. Poleg tega se lahko uporabljajo kot razstavni znaki ali preprosto kot dekorativna razsvetljava.

Optično vlakno je sestavljeno iz treh osnovnih koncentričnih komponent: jedra, ovoja in zunanje prevleke

Jedro je običajno izdelano iz stekla ali plastike, včasih pa se uporabljajo tudi drugi materiali, odvisno od želenega spektra prenosa. Jedro je del vlakna, ki prepušča svetlobo. Obloga je običajno izdelana iz enakega materiala kot jedro, vendar z nekoliko nižjim lomnim količnikom (običajno približno 1 % nižjim). Ta razlika v lomnem količniku povzroči popoln notranji odboj na mejah lomnega količnika vzdolž dolžine vlakna, kar omogoča, da svetloba potuje po vlaknu, ne da bi ušla skozi stranske stene.

Prevleka običajno vključuje eno ali več plasti plastičnega materiala za zaščito vlakna pred fizičnim okoljem. Včasih je prevleki dodan kovinski plašč za dodatno fizično zaščito.

Optična vlakna so običajno določena glede na njihove dimenzije, kot je zunanji premer jedra, obloge in prevleke. Na primer, 62,5/125/250 se nanaša na vlakno z jedrom premera 62,5 mikronov, oblogo premera 125 mikronov in zunanjo prevleko premera 0,25 mm.