Что такое оптическое волокно?

Оптическое волокно – это нити из материала, пропускающего свет (например, пластик или стекло), которые используются для передачи светового излучения путем внутреннего отражения.

Свойства таких волокон изучает раздел прикладной оптики – волоконная оптика. Кабели, использующие оптические волокна, применяются для организации волоконно-оптических каналов связи, позволяющих передавать информацию с огромной скоростью на большие расстояния. Кроме того, используются для создания датчиков, а сварка и ремонт оптоволокна выполняется профессионалами с применением высокотехнологичного оборудования.

История

Принцип полного внутреннего отражения был в первый раз продемонстрирован в середине XIX века, однако, развитие волоконных технологий и их практическое применение началось значительно позднее, а именно в 50-х годах прошлого века. Изобретение лазера стало отправной точкой в истории построения действующих моделей оптического волокна, пригодного для передачи информации.

Материалы

Стеклянное оптиковолокно изготавливают из кварцевого стекла, но могут применяться и некоторые другие материалы, имеющие показатель преломления примерно 1,5. К таким материалам относят фторалюминат, фторцирконат, халькогенидные стекла. На данный момент активно развиваются технологии изготовления пластиковых волокон, структура оптического кабеля которого состоит из сердечника - полиметилметакрилата (PMMA), и оболочки – фторполимера.

Конструкция

Оптиковолокно содержит две основные части – сердцевину и оболочку. Эффективная передача светового сигнала достигается за счет небольшой разности показателя преломления сердцевины и оболочки (например, 1,474 для оболочки и 1,479 для сердцевины). Все телекоммуникационные оптические волокна имеют диаметр 125 микрометров, однако, диаметр сердцевины может изменяться в зависимости от страны производителя или типа волокна.

Применение

Основная сфера применения оптического волокна, как уже говорилось выше, - это высокоскоростная связь. Основные преимущества данного метода связи заключается в высокой защите от несанкционированного доступа и позволяет передавать сигналы на огромные расстояния без усилителей-ретрансляторов. Высокую скорость передачи обеспечивает высокая частота модуляции (рекорд 2006 года составляет 111 ГГц), которая обеспечивает стандартные скорости передачи порядка 40 Гбит/с. Технология спектрального уплотнения каналов позволяет увеличивать скорость передачи до нескольких терабит в секунду.

Кроме того, волокно можно применять в качестве световодов в медицине, в декоративных целях для освещения зданий, в искусстве, рекламе и т.п.

вернуться в раздел