Optička vlakna
- David _
- Nov 4, 2022
- 3 min read
Updated: May 10, 2023
Optička vlakna ( svjetlovod ) su izrađena od vrlo čistog stakla ili polimernog materijala, kroz koje se prenosi svjetlost pomoću mnoštva totalnih refleksija
Primjenjuju se za prijenos svjetlosnih signala u telekomunikacijama i računalnim mrežama, prijenos svjetlosti i slike u znanosti, medicini, za dekoraciju i obradbi materijala
U telekomunikacijama i računalstvu optičkim vlaknima se prenose signali obično infracrvenim zrakama valne duljine od 800 do 1675 nm, pri čemu su najmanji gubitci
Svjetlovodi se sastoje od jezgre katkad i omotača, te zaštitnog sloja
Jezgra i omotač -> izrađuju se od staklenih vlakna, polistirena ili pleksi-stakla
Kod debljih optičkih vlakna (promjer jezgre je 50μm - 1mm) indeksi loma se postupno ili naglo smanjuju od središta svjetlovoda prema rubu i tako se svjetlost lomi, reflektira i usmjerava u smjeru osi svjetlovoda
Nedostatak - je to što trake svjetlosti od izvora do odredišta prelaze različite putove, ne stižu istodobno i tako oslabljuju signale, zbog toga se koriste na kratkim udaljenostima i za prijenos većih snaga
Kod vrlo tankih optičkih vlakana (promjer jezgre manji od 10μm, tj. manji od valne duljine svjetlosti) signali se prenose znatno pouzdanije jer se u njima svjetlost ne reflektira i ne odstupa od osi, pa svi dijelovi pojedinoga signala stižu na cilj istodobno
Takva optička vlakna se koriste za prenošenje signala na udaljenosti veće od 200m, a nedostatak im je visoka cijena predajnika i prijemnika signala
Princip rada
Koriste princip totalne refrakcije za usmjerivanje svijetlosti uzduž niti. Refrakcija rezultira u lom svijetlosti pri prijelazu iz jednog sredstva u drugo. Svaki materijal ima fizičko svojstvo znano indeks loma. Što je taj indeks veći, konačno odstupanje u kutu prolazne zrake je veći. Ako zraka prolazi iz sredstva većeg indeksa loma u sredstvo manjeg, ako je njihova razlika dovoljno velika i ako je dovoljno mali kut između zrake i granice, dolazi do totalne refrakcije. Odnosno, zraka se potpuno odbija od granice tih dvaju sredstva i ostaje u prvom sredstvu (pogledajte sliku 2, zraka 3). Princip rada možete pogledati ovdje.
.
KORIST
Optička vlakna služe za prijenos informacija na jednostavan način – kao kako rade bitovi u računalama. Prisutnost svijetlosti znači 1, a odsutnost 0. Izvor svijetlosti se pali i gasi i tako pušta svijetlost kroz kabel. Ti kablovi vode kroz oceane i spajaju kontinente (slika 1.). Optička vlakna su tako opširne danas zato što imaju velike prednosti nad klasičnim električim kablovima.
Svijetlost se kreće drastično brže u staklu od elektrona u vodiču.
Netreba se brinuti o dodatnim smetnjama kao magnetska polja ili otpor.
Pošto svijetlost nemože inducirati napon kao struja, mogu se poredati više vlakna u jedan kabel bez smetnje jedno na drugo.
Svjetska mreža optičkih vlakna
ISPRAVLJANJE GUBITKA
Ništa u svemiru nije savršeno, kao i granica jezgre i obloge. Kada se svijetlost odbije, izgubi vrlo mali dio svoje jačine. To ne znaći ništa u manjim daljinama, ali se optički kablovi motaju preko cijelog svijeta.
Ti gubtci se mogu riješiti na tri načina:
1.) Smanjenje broja loma Svijetlost se može ubaciti u vlakno pod više kutova, stoga jedno vlakno može sadržavati više kanala komunikacije – multi mode. Smanjenjem ulaznog kuta zrake, broj puta kojeg se zraka odbije se drastično smanji i smanju se gubitci jačine zrake, no to rezultira u samo jednom kanalu kom unikacije u tom vlaknu – single mode.
2.) Ugrađivanje pojačivaća Optički pojačivać (eng. optical amplifier) su uređaji postavljeni u određenim točkama optičkog kabla i služe za pojačavanje jaline zrake koja putuje.
3.) Ugrađivanje repetitora Optički repetitor (eng. optical repeater) je sličan optičkom pojačivaću, no on dalje obrađuje i očisti signal kojeg se prijenosi.
Comments