Optikai szálakkal kapcsolatos ismeretek

Az optikai szálak üvegből vagy műanyagból készülnek. Legtöbbjük körülbelül egy emberi hajszál átmérőjű, és több mérföld hosszú is lehet. A fény a szál közepén halad az egyik végétől a másikig, és jelet lehet alkalmazni. A száloptikai rendszerek számos alkalmazásban jobbak a fémvezetőknél. Legnagyobb előnyük a sávszélesség. A fény hullámhossza miatt több információt tartalmazó jelek továbbíthatók, mint fémvezetők (akár koaxiális vezetők is). További előnyök:

Elektromos leválasztás - A száloptikához nincs szükség földelésre. Az adó és a vevő el van választva egymástól, így nincs földhurok probléma. Ezenkívül nem áll fenn a szikra vagy áramütés veszélye.

Immun az elektromágneses interferenciára – Az optikai szálakat nem érinti az elektromágneses interferencia (EMI), és maguk sem bocsátanak ki olyan sugárzást, amely más interferenciát okozna.

Alacsony energiafogyasztás – Ez hosszabb kábelfutást és kevesebb átjátszó erősítést tesz lehetővé.

Könnyebb és kisebb – A száloptika kisebb súlyú és kevesebb helyet igényel, mint az azonos jelátviteli kapacitású fémvezetők.

A rézhuzal körülbelül 13-szor nehezebb. A száloptikát is könnyebb telepíteni, és kevesebb védőcső-helyet igényel.

Alkalmazások

Az optikai szálak fő alkalmazási területei a következők:

Kommunikáció – A hang-, adat- és videoátvitel az optikai szálak leggyakoribb felhasználási területei, beleértve:

– Távközlés

– Helyi hálózatok (LAN)

– Ipari vezérlőrendszerek

– Avionics Systems katonai vezetési, irányítási és kommunikációs rendszerek

Érzékelés – Az optikai szálak segítségével távoli forrásból fényt továbbíthatnak egy detektorba, hogy nyomás-, hőmérséklet- vagy spektrális információkat kapjanak. Az optikai szálak közvetlenül érzékelőként is használhatók számos környezeti hatás, például feszültség, nyomás, ellenállás és pH mérésére. A környezeti változások befolyásolják a fény intenzitását, fázisát és/vagy polarizációját oly módon, hogy az a szál másik végén észlelhető.

Erőátvitel – Az optikai szálak nagyon nagy teljesítményt biztosítanak olyan feladatokhoz, mint a lézeres vágás, hegesztés, jelölés és fúrás.

Megvilágítás – Az egyik végén fényforrással összekapcsolt optikai szálköteg megvilágítja a nehezen elérhető helyeket, például az emberi test belsejében, endoszkóppal együtt. Ezen túlmenően kiállító táblaként vagy egyszerűen díszvilágításként is használhatók.

Az optikai szál három alapvető koncentrikus komponensből áll: magból, burkolatból és külső bevonatból

A mag általában üvegből vagy műanyagból készül, de néha más anyagokat is használnak a kívánt átviteli spektrumtól függően. A mag a szál fényáteresztő része. A burkolat általában ugyanabból az anyagból készül, mint a mag, de valamivel alacsonyabb törésmutatóval (általában kb. 1%-kal alacsonyabb). Ez a törésmutató-különbség teljes belső visszaverődést okoz a törésmutató határain a szál hosszában, lehetővé téve, hogy a fény lefelé haladjon a szálon anélkül, hogy az oldalfalakon keresztül kiszabadulna.

A bevonat általában egy vagy több műanyagréteget tartalmaz, hogy megvédje a szálat a fizikai környezettől. Néha egy fém burkolatot adnak a bevonathoz, hogy további fizikai védelmet nyújtsanak.

Az optikai szálakat általában méreteik alapján határozzák meg, mint például a mag külső átmérője, a burkolat és a bevonat. Például a 62,5/125/250 62,5 mikron átmérőjű maggal, 125 mikron átmérőjű burkolattal és 0,25 mm átmérőjű külső bevonattal rendelkező szálra vonatkozik.