Τι είναι η οπτική ίνα;

Τι είναι η οπτική ίνα;

Μια οπτική ίνα είναι ένα εύκαμπτο, διαφανές γυαλί/ίνες που κατασκευάζεται από γυαλί σχεδίασης (πυρίτιο) ή πλαστικό σε μια διάμετρο ελαφρώς παχύτερη από αυτή των ανθρώπινων μαλλιών. Η μετάδοση είναι η μεταφορά ενός σήματος ως ο παλμός φωτός κατά μήκος μιας γυάλινης (πυριτικής) ίνας.

Οι οπτικές ίνες μεταφέρουν σήματα φωτός κάτω σε αυτό που ονομάζονται τρόποι λειτουργίας . Διαφορετικοί τρόποι ταξιδιού: Μια λειτουργία είναι απλά η διαδρομή που ακολουθεί μια δέσμη φωτός κάτω από την ίνα. Μια λειτουργία είναι να πάει κατ 'ευθείαν κάτω από τη μέση της ίνας. Ένας άλλος είναι να αναπηδήσει κάτω από την ίνα σε μια ρηχή γωνία. Άλλοι τρόποι λειτουργίας περιλαμβάνουν την αναπήδηση της ίνας σε άλλες γωνίες, περισσότερο ή λιγότερο απότομες.

Πληκτρολογώ

                            Οπτικός πυρήνας

Μεμονωμένη λειτουργία

Ο απλούστερος τύπος οπτικής ίνας ονομάζεται μονής λειτουργίας . Έχει έναν πολύ λεπτό πυρήνα περίπου 5-10 microns (εκατομμυρίων ενός μέτρου) σε διάμετρο. Σε μια ίνα μονής λειτουργίας, όλα τα σήματα ταξιδεύουν κατευθείαν στη μέση χωρίς να αναπηδούν από τις άκρες (κίτρινη γραμμή στο διάγραμμα). Οι ίνες μονής λειτουργίας μεταφέρουν γενικά την καλωδιακή τηλεόραση, το διαδίκτυο και τα τηλεφωνικά σήματα, τυλιγμένα σε μια τεράστια δέσμη. Τα καλώδια όπως αυτό μπορούν να στείλουν πληροφορίες πάνω από 100 χλμ. (60 μίλια).

Πολλαπλός τρόπος

Ένας άλλος τύπος καλωδίου οπτικών ινών ονομάζεται πολλαπλών λειτουργιών . Κάθε οπτική ίνα σε ένα καλώδιο πολλαπλών λειτουργιών είναι περίπου 10 φορές μεγαλύτερη από μία σε ένα καλώδιο μεμονωμένων λειτουργιών. Αυτό σημαίνει ότι οι φωτεινές δοκοί ταξιδεύουν μέσω του πυρήνα ακολουθώντας μια ποικιλία διαφορετικών διαδρομών (κίτρινες, πορτοκαλί, μπλε και κυανικές γραμμές) - σε άλλα λόγια, σε πολλαπλούς διαφορετικούς τρόπους. Τα καλώδια πολλαπλών λειτουργιών μπορούν να στείλουν πληροφορίες μόνο σε σχετικά μικρές αποστάσεις και χρησιμοποιούνται (μεταξύ άλλων) για να συνδέσουν τα δίκτυα υπολογιστών μαζί.

Ενιαία λειτουργία και ίνες πολλαπλών λειτουργιών

Ακόμη και παχύτερες ίνες χρησιμοποιούνται σε ένα ιατρικό εργαλείο που ονομάζεται γαστροσκόπιο (ένας τύπος ενδοσκοπίου), το οποίο οι γιατροί σπρώχνουν το λαιμό κάποιου για την ανίχνευση ασθενειών μέσα στο στομάχι τους. Ένα γαστροσκόπιο είναι ένα παχύ καλώδιο οπτικών ινών που αποτελείται από πολλές οπτικές ίνες. Στο επάνω άκρο ενός γαστροσκοπίου, υπάρχει ένα προσοφθάλμιο και ένας λαμπτήρας. Η λάμπα λάμπει το φως του κάτω από ένα μέρος του καλωδίου στο στομάχι του ασθενούς. Όταν το φως φτάσει στο στομάχι, αντανακλά τα τοιχώματα του στομάχου σε ένα φακό στο κάτω μέρος του καλωδίου. Στη συνέχεια, ταξιδεύει πίσω σε ένα άλλο μέρος του καλωδίου στο προσοφθάλμιο του γιατρού. Άλλοι τύποι ενδοσκοπίων λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επιθεώρηση διαφορετικών τμημάτων του σώματος. Υπάρχει επίσης μια βιομηχανική έκδοση του εργαλείου, που ονομάζεται Fiberscope, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εξετάσει πράγματα όπως τα απρόσιτα κομμάτια των μηχανημάτων σε κινητήρες αεροπλάνου.

Τα έργα τέχνης: παραπάνω: Το φως ταξιδεύει με διαφορετικούς τρόπους σε ίνες μονής λειτουργίας και πολλαπλών λειτουργιών. Παρακάτω: Μέσα σε ένα τυπικό καλώδιο ινών μονής λειτουργίας (δεν έχει σχεδιαστεί σε κλίμακα). Ο λεπτός πυρήνας περιβάλλεται από την επένδυση περίπου δέκα φορές μεγαλύτερη σε διάμετρο, μια πλαστική εξωτερική επικάλυψη (περίπου διπλάσια από τη διάμετρο της επένδυσης), μερικές ενισχυτικές ίνες από ένα σκληρό υλικό όπως το Aramid Yarn με προστατευτικό εξωτερικό σακάκι στο εξωτερικό.