دانش مرتبط با فیبر نوری

فیبرهای نوری از شیشه یا پلاستیک ساخته می شوند. قطر بیشتر آنها تقریباً به اندازه یک موی انسان است و می تواند مایل ها طول داشته باشد. نور در امتداد مرکز فیبر از یک سر به سر دیگر حرکت می کند و می توان یک سیگنال اعمال کرد. سیستم های فیبر نوری در بسیاری از کاربردها نسبت به هادی های فلزی برتری دارند. بزرگترین مزیت آنها پهنای باند است. به دلیل طول موج نور، سیگنال های حاوی اطلاعات بیشتری نسبت به هادی های فلزی (حتی هادی های کواکسیال) قابل انتقال هستند. مزایای دیگر عبارتند از:

عایق الکتریکی - فیبر نوری نیازی به اتصال زمین ندارد. فرستنده و گیرنده از یکدیگر جدا هستند، بنابراین هیچ مشکلی در حلقه زمین وجود ندارد. علاوه بر این، خطر جرقه یا برق گرفتگی وجود ندارد.

مصونیت در برابر تداخل الکترومغناطیسی - فیبر نوری تحت تأثیر تداخل الکترومغناطیسی (EMI) قرار نمی گیرد، و خود تشعشع نمی کند تا تداخل دیگری ایجاد کند.

مصرف انرژی کم - این امر باعث می شود کابل طولانی تر اجرا شود و تقویت کننده های تکرار کننده کمتری وجود داشته باشد.

سبک تر و کوچکتر - فیبر نوری وزن کمتری دارد و به فضای کمتری نسبت به هادی های فلزی با ظرفیت حمل سیگنال معادل نیاز دارد.

سیم مسی حدود 13 برابر سنگین تر است. فیبر نوری نیز نصب آسان‌تری دارد و به فضای مجرای کمتری نیاز دارد.

برنامه های کاربردی

برخی از زمینه های اصلی کاربرد فیبر نوری عبارتند از:

ارتباطات – انتقال صدا، داده و ویدئو رایج ترین کاربردهای فیبر نوری است، از جمله:

- مخابرات

- شبکه های محلی (LAN)

- سیستم های کنترل صنعتی

- سیستم های اویونیک نظامی فرماندهی، کنترل و سیستم های ارتباطی

سنجش - فیبرهای نوری را می توان برای انتقال نور از یک منبع راه دور به یک آشکارساز برای به دست آوردن فشار، دما یا اطلاعات طیفی استفاده کرد. فیبرهای نوری همچنین می توانند به طور مستقیم به عنوان حسگر برای اندازه گیری بسیاری از اثرات محیطی مانند کرنش، فشار، مقاومت و pH استفاده شوند. تغییرات محیطی بر شدت نور، فاز و/یا پلاریزاسیون تأثیر می‌گذارد به گونه‌ای که می‌توان در انتهای دیگر فیبر تشخیص داد.

انتقال نیرو – فیبرهای نوری می توانند قدرت های بسیار بالایی را برای کارهایی مانند برش لیزری، جوشکاری، علامت گذاری و حفاری ارائه دهند.

روشنایی - بسته ای از فیبرهای نوری که با یک منبع نور در یک انتها کنار هم قرار گرفته اند، می توانند مناطقی را که دسترسی به آن سخت است، به عنوان مثال، داخل بدن انسان در ارتباط با یک آندوسکوپ، روشن کنند. علاوه بر این، می توان از آنها به عنوان تابلوهای نمایش یا به سادگی به عنوان نورپردازی تزئینی استفاده کرد.

فیبر نوری از سه جزء اصلی متحدالمرکز تشکیل شده است: هسته، روکش و پوشش بیرونی.

هسته معمولاً از شیشه یا پلاستیک ساخته شده است، اما گاهی اوقات بسته به طیف انتقال مورد نظر از مواد دیگری استفاده می شود. هسته بخش انتقال نور فیبر است. روکش معمولاً از همان ماده هسته ساخته می شود، اما با ضریب شکست کمی کمتر (معمولاً حدود 1٪ کمتر). این تفاوت در ضریب شکست باعث انعکاس کامل داخلی در مرزهای ضریب شکست در طول فیبر می‌شود و به نور اجازه می‌دهد تا بدون فرار از دیواره‌های جانبی به سمت پایین فیبر حرکت کند.

پوشش معمولا شامل یک یا چند لایه از مواد پلاستیکی برای محافظت از فیبر در برابر محیط فیزیکی است. گاهی اوقات یک ژاکت فلزی به پوشش اضافه می شود تا محافظت فیزیکی بیشتری ایجاد کند.

فیبرهای نوری معمولاً با ابعادشان مانند قطر خارجی هسته، روکش و پوشش مشخص می شوند. به عنوان مثال، 62.5/125/250 به فیبری با هسته با قطر 62.5 میکرون، روکش با قطر 125 میکرون و پوشش بیرونی 0.25 میلی متر اشاره دارد.