Kuinka oppia kuituoptiikan perusteet?

Kuituoptiikka on tärkeä tekniikka, joka edelleen edistää valaistustekniikan lisäksi myös viestintäinfrastruktuuria ja tietotekniikkaa. Sen vaikutus ulottuu jopa lääketieteen, fysiikan ja koneenrakennuksen aloille. Mutta miten kuituoptiikka toimii ja mikä tekee siitä niin erikoisen?

1. Kuituoptiikka viittaa nippuun läpinäkyviä lasi- tai muoviputkia, jotka voivat kuljettaa valoaaltoja. Sata tai enemmän optisia kuituja käytetään kuitukaapeleiden muodostamiseen. Nämä ovat pitkiä, ohuita ja joustavia läpinäkyviä lasi- tai muoviputkia, jotka on niputettu yhteen. Optiset kuidut toimivat ytimenä, ja jokainen kappale on yhtä ohut kuin yksi hiustennauha. Nämä herkät niputetut kappaleet päällystetään sitten peitekerroksella heijastavalla kerroksella ja sitten puskuripinnoitteella, joka toimii suojakerroksena pitämällä se puhtaana kosteudesta ja vaurioista. Osissa tai päissä, joissa valon on tarkoitus kulkea, ei lisätä heijastavaa kerrosta tai suojaavaa pinnoitetta. Tässä on monimutkaisempi asia. Optisten kuitujen nippujen liittämiseksi niiden päät tulisi katkaista ensin jatehty täysin tasaiseksi. Sitten ne läpikäyvät kuidun, jossa ne kohdistetaan ja liitetään joko mekaanisesti tai sähkökaarella. Optisen kuidun liittimiä voidaan käyttää liitoksen sijasta nopeammin liikkuvien yhteyksien muodostamiseksi.
2. Valo kulkee kuitukaapeleiden läpi kuljettaen tietoja ja kuvia. Kuitukaapelin toisessa päässä yleisesti käytetty infrapunavalo loistaa läpi ja kulkee kaapelilinjaa pitkin. Valolla on kuitenkin taipumus sirota varsinkin kun on taivutuksia, ja heijastava kerros on tässä hyödyllinen. Heijastavan kerroksen tarkoituksena on palauttaa sironnut valo takaisin, jolloin se palaa alaspäin jatkaaksesi kaapelireittiä. Valo liikkuu edelleen eteenpäin kuitukaapelissa ja kun se taas sirpaltaa, heijastava kerros pitää sen maadoitettuna tielleen. Tämä sykli jatkuu, kunnes se saavuttaa loppun, jossa valo kulkee, ja sen mukana lähetetään tietoja ja kuvia. Valokaapelin alueilla, joissa ei ole heijastavaa kerrosta ja suojaavaa päällystä, vuotaa varmasti. On olemassa kahden tyyppisiä optisia kuituja.Yksimoodisilla kuiduilla on pienemmät ytimet, jotka välittävät yhden valonsäteen, erityisesti infrapuna-laservalon. Nämä sopivat paremmin pitemmille matkoille. Monimoodikuiduilla on toisaalta suuremmat ytimet, jotka lähettävät LEDien infrapunavalo ja ne sopivat lyhyemmille etäisyyksille, erityisesti toimistorakennuksissa, kouluissa jne., joissa käytetään paljon virtaa.

   

3. Kokonaisen sisäisen heijastuksen prosessi tekee kuituoptiikasta ainutlaatuisen. Tämän ansiosta valo voi kulkea pitkiä matkoja ilman vaaraa menettää energiaa tai heikentää ja vahingoittaa lähettämiensä tietojen ja kuvien laatua. Optiset kuidut ovat itse asiassa edullisia perinteisiin metallilangoihin verrattuna, koska ne toimivat eri tavalla ja sillä on erilaiset ominaisuudet kuin metallilla. Ne eivät ole alttiita sähkömagneettisille häiriöille ja sähkömagneettisille pulsseille, mikä voi vaikuttaa metallilangan ja kaapelin tiedonsiirron laatuun. Kuitukaapelit eivät myöskään johda sähköä, mikä tekee niistä täydelliset viestintälaitteiden sijoittamiseksi suurjännitealueille ja salamaniskun vaarassa oleville. Kuituoptiikan kauneus on se, että se lähettää suuremman määrän tietoa selkeänä ja terävänä kuitukaapeleiden kautta ja myös suhteellisen suurilla nopeuksilla. Siksi sitä käytetään pääasiassa Internet-tekniikkaan ja kaukoliikenteeseen, jossa kaapeliverkko on kytketty. Tämä tekniikka näkyy myös yksinkertaisissa arjen tuotteissa, kuten teollisuusvalaistuksessa, leluissa ja tekokuusissa. Se ei kuitenkaan ole puutteita. Kuituhäviö, joka tunnetaan myös nimellä vaimennus tai lähetyshäviö - valoaallon voimakkuuden heikkeneminen, tapahtuu erityisesti, kun signaaleja lähetetään pidemmillä etäisyyksillä. Jatkuvien innovaatioiden ja tutkimuksen tavoitteena on vähentää kuidun menetystä ja vahvistaa valoaaltojen voimaa. Tarpeetonta sanoa, että kuituoptiikka jatkuu muokata tekniikkaa ja maailmaa sellaisena kuin me sen tunnemme.