Τι είναι η τεχνολογία οπτικών ινών;

Η τεχνολογία οπτικών ινών αναφέρεται σε λεπτές ίνες που μεταδίδουν φως μέσω εσωτερικής διάθλασης.Το πεδίο των οπτικών ινών μελετά τις πρακτικές εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας.Αν και εφευρέθηκε για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1840, οι εφαρμογές του 21ου αιώνα περιλαμβάνουν τηλεπικοινωνίες και μεταφορά δεδομένων υψηλής ταχύτητας μέσω του Διαδικτύου.Αν και η πυριτία εξακολουθεί να είναι το πιο οικονομικό αποδοτικό υλικό κατά την παραγωγή τεχνολογίας οπτικών ινών, τα νέα υλικά φέρνουν ορισμένα πλεονεκτήματα.Εκτός από τη μεταφορά πληροφοριών, η τεχνολογία έχει άλλες πρακτικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της μετάδοσης ηλεκτρικής ενέργειας.

Μια ενιαία οπτική ίνα αποτελεί τη βάση για όλες τις οπτικές ίνες.Κάθε ίνα έχει πολλαπλά στρώματα, με τον εσωτερικό πυρήνα το πιο σχετικό με το σκοπό των ινών.Το φως αντανακλά μέσα στον πυρήνα από την αρχή μέχρι το τέλος, αυτή η εσωτερική αντανάκλαση εγγυάται ότι δεν έχει χαθεί κανένα φως.Αυτή η αρχή αποδεικνύεται από το γεγονός ότι μόνο τα άκρα των οπτικών ινών λάμπουν έντονα.Η διάμετρος του πυρήνα ρυθμίζει την αποτελεσματικότητα της μετάδοσης του φωτός.Μια μεγαλύτερη ή μικρότερη διάμετρο αλλάζει τη γωνία διάθλασης των φώτων, επιταχύνοντας έτσι ή επιβραδύνοντας τον ρυθμό μετάδοσης.

Οι Γάλλοι επιστήμονες στη δεκαετία του 1840 έδειξαν για πρώτη φορά τη βάση της τεχνολογίας οπτικών ινών.Ένας Αμερικανός επιστήμονας στις αρχές της δεκαετίας του 1950 εφευρέθηκε η πρώτη σύγχρονη οπτική ίνα.Διάφορες συνεισφορές από επιστήμονες από όλο τον κόσμο απέδειξαν τις σύγχρονες εφαρμογές των οπτικών ινών: ένα μέσο για τη μετάδοση τηλεπικοινωνιών.Η τεχνολογία οπτικών ινών ήταν ένας ιδανικός υποψήφιος, καθώς ο ρυθμός και η ταχύτητα μετάδοσης των δεδομένων ήταν σημαντικά υψηλότερο από αυτό των προηγούμενων μεταλλικών καλωδίων.

Με την έλευση του Παγκόσμιου Ιστού στις αρχές της δεκαετίας του 1990, η τεχνολογία οπτικών ινών υιοθετήθηκε και πάλι ως ο πιο αποτελεσματικός τρόπος για να χειριστούν τα εσωτερικά σχεδόν εκθετικά ανάπτυξη.Σε συνδυασμό με τους δορυφόρους τηλεπικοινωνιών, τα χερσαία και υποθαλάσσια καλώδια οπτικών ινών αποτελούν τη ραχοκοκαλιά του δικτύου μετάδοσης Internets.Η αύξηση της κυκλοφορίας δεδομένων λόγω δικτύων από ομοτίμους-peer και ιστοσελίδων κοινής χρήσης βίντεο θα απαιτήσει την περαιτέρω επέκταση αυτού του δικτύου οπτικών ινών.

Ορισμένα υλικά αποτελούν τη βάση για την τεχνολογία οπτικών ινών.Το πιο συνηθισμένο συστατικό μιας οπτικής ίνας είναι το διοξείδιο του πυριτίου.Αν και το Silica είναι ένα εξαιρετικό μέσο μετάδοσης φωτός, η πρόσφατη έρευνα για τις ίνες πυριτικής επικάλυψης με διοξείδιο του αλουμινίου έχει οδηγήσει σε μεγαλύτερη απόδοση μετάδοσης.Το φθόριο και το φωσφορικό γυαλί είναι άλλα δημοφιλή υλικά, το καθένα από τα οποία έχουν ξεχωριστά πλεονεκτήματα έναντι του πυριτίου.Από το 2011, αυτά τα υλικά σχετικά υψηλότερο κόστος τους καθιστούν μια λιγότερο δημοφιλής επιλογή για τους κατασκευαστές.Αν και λιγότερο αποτελεσματικό από το καλώδιο χαλκού, ορισμένες εφαρμογές απαιτούν ένα καλώδιο τροφοδοσίας να μην περιέχει μέταλλο.Για παράδειγμα, τα μαγνητικά πεδία που παράγονται από μηχανές μαγνητικής τομογραφίας θα παρεμβαίνουν στο καλώδιο χαλκού, καθιστώντας το μηχάνημα μη λειτουργικό.Τα καλώδια οπτικών ινών εξαλείφουν αυτό το πρόβλημα.