Fibra ottica
Fibre ottiche, anche scritto fibre ottiche, la scienza della trasmissione di dati, voce e immagini dal passaggio della luce attraverso fibre sottili e trasparenti. Nelle telecomunicazioni, la tecnologia in fibra ottica ha praticamente sostituito il filo di rame nelle linee telefoniche a lunga distanza e viene utilizzato per collegare i computer all’interno delle reti locali. La fibra ottica è anche la base delle fiberscopes utilizzate nell’esame delle parti interne del corpo (endoscopia) o nell’ispezione degli interni dei prodotti strutturali fabbricati.
Il mezzo base della fibra ottica è una fibra sottile che a volte è fatta di plastica ma più spesso di vetro. Una tipica fibra ottica di vetro ha un diametro di 125 micrometri (µm) o 0,125 mm (0,005 pollici). Questo è in realtà il diametro del rivestimento, o strato riflettente esterno. Il nucleo, o cilindro di trasmissione interno, può avere un diametro piccolo come 10 µm. Attraverso un processo noto come riflessione interna totale, i raggi di luce irradiati nella fibra possono propagarsi all’interno del nucleo per grandi distanze con una minima attenuazione o riduzione dell’intensità. Il grado di attenuazione sulla distanza varia in base alla lunghezza d’onda della luce e alla composizione della fibra.
Quando le fibre di vetro di design core / rivestimento sono stati introdotti nei primi anni 1950, la presenza di impurità limitato il loro impiego per le brevi lunghezze sufficienti per l’endoscopia. Nel 1966, gli ingegneri elettrici Charles Kao e George Hockham, che lavoravano in Inghilterra, suggerirono di utilizzare fibre per le telecomunicazioni, e nel giro di due decenni le fibre di vetro di silice venivano prodotte con una purezza sufficiente che i segnali luminosi a infrarossi potevano attraversarle per 100 km (60 miglia) o più senza dover essere potenziate dai ripetitori. Nel 2009 Kao ha ricevuto il premio Nobel per la fisica per il suo lavoro. Le fibre di plastica, solitamente fatte di polimetilmetacrilato, polistirolo o policarbonato, sono più economiche da produrre e più flessibili delle fibre di vetro, ma la loro maggiore attenuazione della luce limita il loro uso a collegamenti molto più brevi all’interno di edifici o automobili.
La telecomunicazione ottica viene solitamente condotta con luce infrarossa nelle lunghezze d’onda di 0,8–0,9 µm o 1,3–1,6 µm—lunghezze d’onda generate in modo efficiente da diodi emettitori di luce o laser a semiconduttore e che soffrono di minore attenuazione nelle fibre di vetro. L’ispezione del fiberscope nell’endoscopia o nell’industria è condotta nelle lunghezze d’onda visibili, un fascio di fibre che viene utilizzato per illuminare l’area esaminata con la luce e un altro fascio che funge da lente allungata per trasmettere l’immagine all’occhio umano o una videocamera.
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