Jaka jest zasada i funkcja włókna optycznego?

1. Do komunikacji optycznej można wykorzystać rolę kabla światłowodowego

. Laser ma silną orientację i wysoką częstotliwość, co czyni go idealnym źródłem światła do komunikacji światłowodowej. W porównaniu z radiofalową komunikacją, światłowodowa komunikacja może zapewnić więcej kanałów komunikacyjnych, które mogą spełnić potrzeby systemów komunikacji o dużej pojemności.

Włókno optyczne składa się zazwyczaj z dwóch warstw. Wewnętrzna warstwa nazywa się wewnętrznym rdzeniem, o średnicy tuzina mikronów, ale jej współczynnik załamania jest stosunkowo wysoki. Zewnętrzna warstwa kabla światłowodowego jest nazywana okładziną, a jej współczynnik załamania jest stosunkowo niski. Zdarzenie światła z jednego końca włókna optycznego jest wielokrotnie odbijane przez rdzeń wewnętrzny, a następnie przesyłane do końca. Ze względu na różne współczynniki załamania obu warstw, światło wchodzące do wewnętrznego rdzenia jest zawsze przenoszone w wewnętrznym rdzeniu.

Odległość transmisji światła jest związana z utratą optyczną włókna optycznego. Jeśli utrata optyczna jest mała, odległość transmisji jest długa. W przeciwnym razie potrzebny jest przekaźnik wzmacniający osłabiony sygnał.

Kabel światłowodowy wykonany z najnowszego szkła fluorowego może przesyłać sygnały optyczne na drugą stronę Oceanu Spokojnego bez żadnej stacji przekaźnikowej.

W rzeczywistości setki włókien optycznych są często łączone i wzmocnione w celu utworzenia kablowego kablowego kabla optycznego, który nie tylko poprawia wytrzymałość włókna optycznego, ale również znacznie zwiększa zdolność komunikacji.

Wymiana kabli komunikacyjnych kablami optycznymi może zaoszczędzić wiele metali nieżelaznych, takich jak 1.1 tony miedzi i 2 do 3 tony ołowiu na kilometr.

Przewody światłowodowe mają zalety lekkiej wagi, małej wielkości, kompaktowej struktury, dobrej wydajności izolacji, trwałości, dużej odległości transmisji, dobrej ochrony i niskich kosztów.

Połączenie światłowodowej komunikacji z technologią cyfrową i komputerami może być wykorzystane do przekazywania telefonów, obrazów, danych oraz sterowania sprzętem elektronicznym i inteligentnymi terminalami itp., częściowo zastępując rolę satelitów komunikacyjnych.

Włókna optyczne o dużej utracie optycznej mogą być stosowane na krótkich dystansach, szczególnie w celu tworzenia różnych ludzkich endoskopów, takich jak gastroskopy, cystoskopy, proktoskopy, hysteroskopy itp., które są niezwykle korzystne dla diagnostyki i leczenia różnych chorób.

2. Zasada kabla światłowodowego

Włókno optyczne stosowane w praktyce to bardzo cienkie specjalne włókno szklane o średnicy tylko kilku mikrometrów do stu mikrometrów, składające się z dwóch warstw: wewnętrznego rdzenia i zewnętrznej kurtki.

Wskaźnik załamania wewnętrznego rdzenia jest większy niż w zewnętrznej kurtce, a całkowite odbicie występuje w interfejsie między wewnętrznym rdzeniem a zewnętrzną powłoką podczas przemieszczania się światła.

Jeżeli włókna optyczne są gromadzone w wiązkach, tak aby względne położenie włókien na każdym końcu było takie same, wówczas obraz o jasnych i ciemnych kolorach może być przekazywany z jednego końca na drugi. Medycznie, światłowodowe kable są wykorzystywane do wytwarzania endoskopów do badania wnętrz ludzkich wnętrz, takich jak żołądek, jelita i tchawica.

Prawdziwy endoskop jest wyposażony w dwa zestawy włókien optycznych. Jeden jest używany do przekazywania światła do wnętrza ludzkiego ciała, a drugi do obserwacji. Wiemy, że światło jest również falą elektromagnetyczną i że może być użyte jako nośnik do przekazywania informacji, takich jak fale radiowe.

Laser przewożący dźwięk, obraz i różne sygnały cyfrowe są wprowadzane z jednego końca światłowodowego kabla, a następnie można je przesłać na drugi koniec tysiące mil wzdłuż światłowodu, aby zrealizować komunikację światłowodową.

3. Charakterystyka kabla światłowodowego

(1) Duża pojemność komunikacyjna i długa droga przesyłowa;