Fibre Optice

Din punctul de vedere al opticii, pentru a obţine informaţii despre un obiect trebuie îndeplinite cel puţin trei condiţii şi anume: obiectul să fie luminos, adică să emită lumină direct sau indirect,) lumina care provine de la obiect să fie transmisă către locul unde se face detecţia fără pierderi prea mari şi cantitatea de lumină care ajunge la locul de detecţie să fie suficient de mare.

Însă fibrele optice sunt deja folosite pe scară largă în tehnica comunicaţiilor sau de transmitere a imaginilor. Această posibilitate este faciliată de natura electromagnetică a luminii, frecvenţa undelor luminoase fiind mult mai mare decât cea a undelor radio. Ântr-un context mai general fibrele optice reprezintă un domeniu al opticii integrate, iar progresele care vor fi obţinute în cadrul opticii integrate vor depinde foarte mult de progresele ce se vor realiza în domeniul fibrelor optice.
Ca domeniu al opticii, care a apărut exclusiv din necesităţi practice dintre cele mai diverse, fibrele optice au cunoscut o dezvoltare rapidă după anul 1950 ca rezultat al obţinerii primelor fibre optice cu performanţe ridicate. Principiul de funcţionare al fibrelor optice este asemănător, din multe puncte de vedere, cu principiul de transmitere a luminii printr-o baghetă de sticlă transparentă. Teoretic, lumina poate fi transmisă printr-o astfel de bachetă de sticlă optică, dacă indicele de refracţie al sticlei este mai mare decât indicele de refracţiei al aerului. Din punct de vedere practic însă, neomogenităţile de compoziţie şi de prelucrare, precum şi impurităţile de pe suprafaţa materialului implică piederi foarte mari de lumină de-a lungul parcursului luminii. Pe de altă parte, natura electromagnetică a radiaţiei luminoase arată că pot apărea pierderi de lumină şi fenomene parazite care limitează drastic posibilităţile de folosire practică a fibrelor optice.

FIBRA OPTICĂ

O tehnologie care foloseşte fire (fibre) de sticlă (sau plastic) pentru transmiterea datelor. Un cablu de fibre optice constă în mai multe fire de sticlă, din care fiecare este capabil să transmită mesajele la viteze apropiate de viteza luminii.

Fibrele optice sunt cilindri lungi şi flexibili cu diametru de 10-100μm, prin care razele luminoase se propagă prin reflexii interne totale multiple pe suprafaţa laterală a fibrei; există şi fibre optice cu gradient , caracterizate de faptul că indicele de refracţie este maxim în centrul fibrei scade treptat spre periferia ei asfel încât reflexia totală a luminii este mai complicată decât în cazul fibrelor optice simple.

CE SUNT FIBRELE OPTICE?

Fibrele optice sunt fâşii subţiri şi lungi de sticlă foarte fină cu diametrul părului uman.
Sunt aranjate în snopuri numite cabluri optice şi sunt folosite pentru a transmite semnale de lumină pentru distanţe lungi.
Dacă te uiţi atent la o singură fibră optică o să vezi că are următoarele părţi:
• miezul – centrul subţire al fibrei pe unde circulă lumina;
• învelişul- materialul optic din afară care înconjoară miezul şi reflectă lumină înapoi în el;
• mediul protector- înveliş de plastic care protejează fibra de stricăciuni şi umezeală.

Fibrele optice sunt de două feluri:
- fibre simple- folosite să transmiţi un semnal pe fibră (folosite la tefoane şi cablu TV);
- fibre multiple - folosite să transmiţi mai multe semnale pe aceeaşi fibră (folosite la reţelele de calculatoare).
Fibrele simple au miezul foarte subţire (cam 3,5∙10-4 inci sau 9 microni în diametru) şi transmit lumină laser inflaroşu.
Fibrele multiple au miezul mai mare (cam 2,5∙10-3 inci sau 62,5 microni în diametru) şi transmit lumină inflaroşie de la o diodă luminoasă (LED). Unele fibre optice sunt făcute din plastic. Acestea au un miez mai mare (0,04 inci sau 1 mm diametrul) şi transmit lumină roşie din LED-uri.

Să presupunem că vrei să aprinzi o lanternă într-un hol lung şi drept. Pur şi simplu îndreaptă lanterna spre hol- lumina circulă în linii drepte, deci nu e nici o problemă. Dar dacă holul are o curbă? Poşi să pui o oglindă în colţ ca să reflecte lumina. Dar dacă holul ar avea multe curbe? Ai putea să îmbraci pereţii în oglinzi şi să îndrepţi lumina astfel încât să ricoşeze dintr-un perete în altul pe hol. Aceasta este exact ce se întâmplă într-o fibră optică.

Un sistem de transmisie prin fibră optică este compus din:
• transmiţător- produce şi codează semnalele luminoase;
• fibra optică- conduce semnalele luminoase (pe distanţe lungi);
• regeneratorul optic- poate fi necesar pentru amplificarea semnalului;
• receptorul optic- primeşte şi decodează semnalele luminoase.

1.Orientarea luminii
Atunci cand lumina care provine dintr-o stea indepartata ajunge pe pamant, razele luminoase sunt practic paralele si puterea optica captata de un dispozitiv dat nu mai
variaza practic in functie de distanta.Slabirea puterii prin unitatea de lungime suplimentara parcursa de lumina, de ex.1 km., este nula.
La scurta distanta de sursa sa, propagarea luminii in spatiul liber are un cu totul alt aspect.Cand ea porneste dintr-o sursa punctiforma , in toate directiile, se spune ca ea este divergenta.In ratiunea acestei divergente,puterea captata variaza mult in functie de distanta.Aceasta putere se micsoreaza cand distanta creste, pentru ca intra mai putine raze in dispozitivul de receptare.

2.Fibra optica actuala
Cu un diametru nominal de 0,125mm fibra optica ofera o enorma capacitate de transmitere a informatiei.Printr-o fibra de 1mm calitate,aceasta capacitate este aproape egala cu aceea a unui satelit de telecomunicatie.Intre toate avan- tajele prezentate de fibre,in comparatie cu alte mijloace, acesta este de departe cel principal.
Contrar fibrei de sticla obisnuita,utilizata uneori cu intarire fibra de sticla optica care are diametrul unui fir de par,nu prezinta o rezistenta mecanica importanta.Ea ar fi foarte rapid deteriorata de mediul inconjurator,daca n-ar fi protejata de o imbracaminte etansa si intarite cu cabluri susceptibile care ar rezista la constrangeri mecanice

Unless otherwise stated, the content of this page is licensed under Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License