Optisiin kuituihin liittyvää tietoa

Optiset kuidut on valmistettu lasista tai muovista. Useimmat ovat noin ihmisen hiuksen halkaisijan kokoisia, ja ne voivat olla useita maileja pitkiä. Valo kulkee kuidun keskustaa pitkin päästä toiseen, ja signaali voidaan antaa. Kuituoptiset järjestelmät ovat metallijohtimia parempia monissa sovelluksissa. Niiden suurin etu on kaistanleveys. Valon aallonpituuden vuoksi signaaleja, jotka sisältävät enemmän tietoa, voidaan välittää kuin metallijohtimet (jopa koaksiaalijohtimet). Muita etuja ovat:

Sähköeristys - Kuituoptiikka ei vaadi maadoitusliitäntää. Lähetin ja vastaanotin on eristetty toisistaan, joten maasilmukassa ei ole ongelmia. Lisäksi ei ole kipinöiden tai sähköiskun vaaraa.

Immuuni sähkömagneettisille häiriöille - Sähkömagneettiset häiriöt (EMI) eivät vaikuta kuituoptiikkaan, eivätkä ne itse säteile muita häiriöitä aiheuttavaa säteilyä.

Alhainen virrankulutus - Tämä mahdollistaa pidemmät kaapelit ja vähemmän toistinvahvistimia.

Kevyempi ja pienempi - Kuituoptiikka painaa vähemmän ja vaatii vähemmän tilaa kuin metallijohtimet, joilla on vastaava signaalinsiirtokapasiteetti.

Kuparilanka on noin 13 kertaa raskaampaa. Kuituoptiikka on myös helpompi asentaa ja vaatii vähemmän putkitilaa.

Sovellukset

Jotkut optisen kuidun pääsovellusalueista ovat:

Viestintä – Äänen, datan ja videon siirto ovat yleisimpiä optisen kuidun käyttötarkoituksia, mukaan lukien:

– Televiestintä

– Lähiverkot (LAN)

– Teollisuuden ohjausjärjestelmät

– Avionics Systems Military Command, Control ja Communications Systems

Tunnistus – Optisia kuituja voidaan käyttää valon lähettämiseen etälähteestä ilmaisimeen paine-, lämpötila- tai spektritietojen saamiseksi. Optisia kuituja voidaan käyttää myös suoraan antureina mittaamaan monia ympäristövaikutuksia, kuten jännitystä, painetta, vastusta ja pH:ta. Ympäristömuutokset vaikuttavat valon intensiteettiin, vaiheeseen ja/tai polarisaatioon tavoilla, jotka voidaan havaita kuidun toisessa päässä.

Tehonsiirto – Optiset kuidut voivat tuottaa erittäin suuria tehoja tehtäviin, kuten laserleikkaukseen, hitsaukseen, merkintään ja poraukseen.

Valaistus – Optisten kuitujen nippu, jonka toisessa päässä on valonlähde, voi valaista vaikeapääsyisiä alueita, esimerkiksi ihmiskehon sisällä endoskoopin avulla. Lisäksi niitä voidaan käyttää näyttökyltteinä tai yksinkertaisesti koristevalaistuksena.

Optinen kuitu koostuu kolmesta samankeskisestä peruskomponentista: ytimestä, verhouksesta ja ulkopinnoitteesta

Ydin on yleensä lasia tai muovia, mutta joskus käytetään muita materiaaleja halutusta siirtospektristä riippuen. Ydin on kuidun valoa läpäisevä osa. Verhous on yleensä valmistettu samasta materiaalista kuin ydin, mutta hieman pienemmällä taitekertoimella (yleensä noin 1 % pienempi). Tämä ero taitekertoimessa aiheuttaa täydellisen sisäisen heijastuksen taitekertoimen rajoilla kuidun pituudella, jolloin valo pääsee kulkemaan kuitua pitkin ilman, että se karkaa sivuseinien läpi.

Pinnoite sisältää yleensä yhden tai useamman kerroksen muovimateriaalia suojaamaan kuitua fyysiseltä ympäristöltä. Joskus pinnoitteeseen lisätään metallivaippa lisäämään fyysistä suojaa.

Optiset kuidut määritellään yleensä niiden mittojen mukaan, kuten ytimen ulkohalkaisijan, verhouksen ja pinnoitteen mukaan. Esimerkiksi 62,5/125/250 tarkoittaa kuitua, jonka ytimen halkaisija on 62,5 mikronia, päällysteen halkaisija 125 mikronia ja ulkopäällysteen halkaisija 0,25 mm.