- Sợi quang là gì?
- Sợi quang để làm gì?
- Sợi quang hoạt động như thế nào?
- Đặc điểm sợi quang
- Ưu điểm của sợi quang
- Nhược điểm của sợi quang
Chúng tôi giải thích sợi quang học là gì và nó hoạt động như thế nào. Ngoài ra, nó dùng để làm gì, đặc điểm, ưu nhược điểm của sợi quang.
Sợi quang là gì?
Sợi quang là một phương tiện truyền dẫn vật lý của thông tin, phổ biến trong mạng dữ liệu và viễn thông, bao gồm một sợi thủy tinh mỏng hoặc nhựa, thông qua đó các xung của nhẹ laser hoặc đèn led, có chứa dữ liệu để truyền tải.
Thông qua việc truyền các xung ánh sáng này, thông tin có thể được gửi và nhận ở tốc độ cao thông qua một đường cáp, an toàn khỏi nhiễu điện từ và với tốc độ tương tự như tốc độ của vô tuyến. Điều này làm cho cáp quang trở thành phương tiện truyền dẫn cáp tiên tiến nhất hiện có.
Việc thực hiện sợi quang học là người thừa kế hàng thế kỷ tìm kiếm Y thử nghiệm về ánh sáng và các đặc tính của nó, từ thời cổ đại khi người Hy Lạp giao tiếp thông qua sự phản chiếu của ánh sáng mặt trời trong những tấm gương nhỏ, các thí nghiệm quang học của Cách mạng khoa học, cho đến khi Claude Chappe phát minh ra điện báo quang học vào năm 1792, và công trình nghiên cứu sau này của các nhà vật lý người Pháp Jean-Daniel Colladon và Jacques Babinet, và John Tyndall người Ireland, tất cả đều vào cuối thế kỷ 19.
Sợi quang như vậy sẽ không thích quan tâm của các kỹ sư cho đến năm 1950 và vào năm 1970, sản phẩm đầu tiên sẽ được sản xuất, sử dụng tạp chất titan trong silica, bởi công trình của Robert Maurer, Donald Keck, Peter Schultz và Frank Zimar. Lần truyền thông tin đầu tiên qua phương tiện này được thực hiện vào ngày 22 tháng 4 năm 1977 tại Long Beach, California, đến những năm 1980 thì hoàn thiện và bắt đầu được thực hiện trên quy mô quốc tế.
Sợi quang để làm gì?
Cáp quang lý tưởng cho viễn thông cáp, cho phép thiết lập mạng máy tính tầm xa và mạng cục bộ, với mức mất thông tin tối thiểu trên đường đi.
Các ứng dụng của nó rất đa dạng trong lĩnh vực này, cho phép lấy vật liệu mạng, cảm biến sợi quang (đối với nhiệt độ, Sức ép hoặc mức độ ánh sáng), vật liệu chiếu sáng (đặc biệt hiệu quả vì nó không yêu cầu gần nguồn sáng), và cũng hữu ích để trang trí (có những cây Giáng sinh làm bằng sợi quang học) hoặc như một thành phần của bê tông mờ.
Sợi quang hoạt động như thế nào?
Nguyên tắc hoạt động của sợi quang là Định luật Snell, cho phép tính toán góc khúc xạ của ánh sáng khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác có chiết suất khác nhau.
Do đó, bên trong sợi quang, các chùm sáng bị giữ lại và lan truyền trong lõi, với các đặc tính vật lý của lớp phủ và góc phản xạ thích hợp, vận chuyển thông tin được gửi đến đích. Về sau, nó hoạt động theo cách tương tự như điện báo.
Đặc điểm sợi quang
Sợi quang được sử dụng ngày nay được tạo thành từ lõi của nhựa hoặc thủy tinh (ôxít silic và gecmani) có chiết suất cao, được phủ bằng một loại nhựa tương tự, nhưng có chiết suất thấp hơn.
Như vậy, theo cơ chế truyền ánh sáng vào bên trong, sợi quang có thể có hai loại:
- Sợi đơn mode. Nó cho phép lan truyền một chế độ ánh sáng, bằng cách giảm đường kính của lõi sợi quang, cho phép thông tin được truyền đi trong khoảng cách xa và ở tốc độ truyền tốt.
- Chất xơ đa phương thức. Nó cho phép chùm ánh sáng lan truyền theo nhiều cách (hơn một nghìn chế độ khác nhau), điều này làm tăng biên độ sai số và khiến nó không được khuyến khích cho các kết nối có khoảng cách rất xa.
Ưu điểm của sợi quang
Sợi quang có những ưu điểm sau:
- Nó chiếm ít không gian. Với kích thước nhỏ, nhưng nó cực kỳ linh hoạt, tạo điều kiện thuận lợi cho việc lắp đặt.
- Nó là ánh sáng. Chà, nó nặng hơn cáp thông thường tám lần.
- Nó thể hiện một sức đề kháng lớn. Cả cơ học và nhiệt, và chống lại tốt ăn mòn.
- Nó là sinh thái hơn. So với sự lãng phí do hệ thống dây điện thông thường để lại.
- Miễn nhiễm với nhiễu điện từ. Nêu bản chất của các thành phần của nó.
- Nhanh chóng, hiệu quả và an toàn. Đây là hình thức truyền dữ liệu cáp được biết đến nhiều nhất.
Nhược điểm của sợi quang
Những nhược điểm của sợi quang chỉ ra như sau:
- Chúng mong manh. Vì kính bên trong dễ bị vỡ.
- Nó yêu cầu bộ chuyển đổi. Để trả lại năng lượng ánh sáng theo ý nghĩa thông tin của nó.
- Mối nối rất khó. Đặc biệt là ở các vùng nông thôn.
- Nó không truyền năng lượng điện. Do đó, nó đòi hỏi các bộ phát và băng tải phức tạp, có nguồn cung cấp Năng lượng nó không thể được lấy từ chính dòng.
- Nó già đi khi có nước. Điều đó giới hạn ứng dụng trên toàn thế giới của nó.
- Không có ký ức quang học.