Fizica » Fibra opticăFibra optică este o fibră de sticlă sau plastic care transportă lumină de-a lungul său. Fibrele optice sunt folosite pe scară largă în domeniul telecomunicațiilor, unde permit transmisii pe distanțe mai mari și la lărgimi de bandă mai mari decât alte medii de comunicație. Fibrele sunt utilizate în locul cablurilor de metal deoarece semnalul este transmis cu pierderi mai mici, și deoarece sunt imune la interferențe electromagnetice. Fibrele optice sunt utilizate și pentru iluminat și transportă imagine, permițând astfel vizualizarea în zone înguste. Unele fibre optice proiectate special sunt utilizate în diverse alte aplicații, inclusiv senzori și laseri. Tehnologia fibrelor optice, deși devenită omniprezentă doar în lumea modernă, este una simplă și relativ veche. Ghidarea luminii prin reflexii repetate, principiul care stă la baza fibrelor optice, a fost demonstrat pentru prima oară de Daniel Colladon și Jacques Babinet la Paris la începutul anilor 1840. John Tyndall a inclus o demonstrație a acesteia în cursurile sale publice de la Londra un deceniu mai târziu.[1] Tyndall a scris și despre proprietatea de reflexie internă totală într-o carte introductivă despre natura luminii, în 1870: „Când lumina trece din aer în apă, raza refractată este întoarsă înspre perpendiculară... Când raza trece din apă în aer, ea este întoarsă dinspre perpendiculară... Dacă unghiul făcut de raza din apă cu perpendiculara la suprafață este mai mare de 48 de grade, raza nu va mai ieși deloc din apă: ea va fi totalmente reflectată la suprafață.... Unghiul ce marchează limita la care reflexia totală începe se numește unghi limită al mediului. Pentru apă, acest unghi este de 48°27', pentru sticlă flint, este de 38°41', iar pentru diamant, este de 23°42'."[2][3] Fibra optică poate fi utilizată ca mediu de telecomunicații și rețele deoarece este flexibilă și poate fi strânsă în cabluri. Este deosebit de avantajoasă pentru comunicații pe distanțe mari, deoarece lumina se propagă prin fibră cu atenuare mică în comparație cu cablurile electrice. Aceasta permite acoperirea de distanțe mari cu doar câteva repetoare. În plus, semnalele luminoase propagate în fibră pe fiecare canal pot fi modulate la viteze de până la 111 gigabiți pe secundă.[13] Fiecare fibră poate transmite mai multe canale independente, fiecare folosind o altă lungime de undă a luminii (multiplexare cu diviziune a lungimii de undă). Rata de transfer netă (fără octeți de overhead) este rata de transfer efectiv de date înmulțită cu numărul de canale (de regulă în număr de până la 80 pentru sistemele cu multiplexare densă în lungimea de undă la nivelul anului 2008). Recordul de transmisie prin fibră optică în laborator este deținut de Laboratoarele Bell Labs din Villarceaux, Franța, cu multiplexarea a 155 canale, fiecare de câte 100 Gbps pe o fibră de 7000 km.[14]. În unele aplicații, se folosesc senzori care sunt ei înșiși fibre optice. În alte cazuri, fibra optică este utilizată pentru a conecta un senzor cu sistemul de măsurare. În funcție de aplicație, fibra optică se poate folosi deoarece este mică, sau pentru că în punctul îndepărtat de măsurare nu există energie electrică, sau pentru că astfel se pot multiplexa mai mulți senzori pe lungimea unei singure fibre prin folosirea de lungimi de undă diferite pe fiecare senzor, sau prin detectarea întârzierii suferite de lumină la trecerea prin fiecare senzor. Fibra optică este folosită și în iluminat, ca ghid de lumină în aplicații medicale și nu numai, în care este nevoie de lumină puternică pe un punct ascuns. În unele clădiri, fibra optică este utilizată pentru a direcționa lumina solară de pe acoperiș spre alte părți ale clădirii. Iluminarea cu fibră optică este folosită și în aplicații decorative, la indicatoare, lucrări de artă și în pomi de Crăciun artificial. Magazinele Swarovski utilizează fibra optică pentru a ilumina cristalele expuse din mai multe unghiuri cu o singură sursă de lumină. |
Noutati
Probleme Rezolvate |
|