Articles

kuituoptiikka

tarkkaile tietoliikenteessä käytettävien optisten kuitujen laboratoriotuotantoa

tarkkaile tietoliikenteessä käytettävien optisten kuitujen Laboratoriotuotantoa

katso videolta, miten optiset kuidut syntyvät piidioksidilasista.

Encyclopædia Britannica, Inc.Katso kaikki videot tästä artikkelista

kuituoptiikka, myös spelttikuituoptiikka, tiedettä tiedon, äänen ja kuvien siirtämisestä valon kulkiessa ohuiden, läpinäkyvien kuitujen läpi. Tietoliikenteessä valokuitutekniikka on käytännössä korvannut kuparilangan kaukopuhelinlinjoissa,ja sitä käytetään tietokoneiden kytkemiseen lähiverkkoihin. Kuituoptiikka on myös perustana fiberscopes käytetään tutkia sisäosien kehon (endoskopia) tai tarkastamalla sisätilojen valmistettujen rakennetuotteiden.

italialainen fyysikko Guglielmo Marconi töissä Electra-jahtinsa langattomassa huoneessa, k. 1920.
Britannica Quiz
All About Physics Quiz
kuka oli ensimmäinen tiedemies, joka teki hallitun ydinketjureaktiokokeen? Mikä on syklien mittayksikkö sekunnissa? Testaa fysiikkataitosi tällä tietovisalla.

kuituoptiikan perusväliaine on karvan ohutta kuitua, joka on joskus valmistettu muovista mutta useimmiten lasista. Tyypillisen lasisen optisen kuidun halkaisija on 125 mikrometriä (µm) eli 0,125 mm (0,005 tuumaa). Tämä on itse asiassa halkaisija verhous, tai ulompi heijastava kerros. Ytimen eli sisemmän lähettävän Sylinterin halkaisija voi olla jopa 10 µm. Kautta prosessi tunnetaan total sisäinen heijastus, valonsäteet säteilevät osaksi kuidun voi edetä sisällä ydin pitkiä matkoja huomattavan vähän vaimennus, tai vähentää intensiteettiä. Vaimenemisen aste etäisyyden suhteen vaihtelee valon aallonpituuden ja kuidun koostumuksen mukaan.

valokuitu
valokuitu

valokuidun läpi kulkeva valonsäde.

Encyclopædia Britannica, Inc.

kun 1950-luvun alussa otettiin käyttöön ytimen / verhouksen lasikuidut, epäpuhtauksien esiintyminen rajoitti niiden työllistymisen endoskopiaan riittäviin lyhyisiin pituuksiin. Vuonna 1966 sähköinsinöörit Charles Kao ja George Hockham, jotka työskentelivät Englannissa, ehdottivat kuitujen käyttämistä tietoliikenteessä, ja kahden vuosikymmenen kuluessa piidioksidilasikuiduista alettiin valmistaa niin puhtaita lasikuituja, että infrapunavalosignaalit voisivat kulkea niiden läpi 100 kilometriä tai enemmän ilman, että niitä tarvitsisi tehostaa toistimilla. Vuonna 2009 Kao sai työstään Nobelin fysiikanpalkinnon. Muovikuidut, jotka on yleensä valmistettu polymetyylimetakrylaatista, polystyreenistä tai polykarbonaatista, ovat halvempia valmistaa ja joustavampia kuin lasikuidut, mutta niiden suurempi valon vaimeneminen rajoittaa niiden käytön paljon lyhyempiin lenkeihin rakennusten tai autojen sisällä.

kuituoptiikassa käytetyt karva-ohuet kuidut.
kuituoptiikassa käytetyt karva-ohuet kuidut.

© Kitch Bain/.com

optinen televiestintä tapahtuu yleensä infrapunavalolla, jonka aallonpituusalueet ovat 0,8–0,9 µm tai 1,3–1,6 µm—aallonpituuksia, jotka syntyvät tehokkaasti valodiodeilla tai puolijohdelasereilla ja jotka kärsivät vähiten vaimennusta lasikuiduissa. Tähystyksessä tai teollisuudessa Fiberscope-tarkastus tehdään näkyvillä aallonpituuksilla, joista yhtä kuitukimppua käytetään tutkittavan alueen valaisemiseen valolla ja toista nippua käytetään pitkänomaisena linssinä kuvan välittämiseksi ihmissilmään tai videokameraan.

Hanki Britannica Premium-tilaus ja päästä käsiksi yksinoikeudella esitettävään sisältöön. Tilaa nyt