Optiskās šķiedras sastāv no plānu stikla vai plastmasas pavedienu kūļa. Tas ir pārklāts vai ieskauj materiālu, kas ļauj gaismai iziet cauri šķiedrām, neizplūstot no sāniem. Signāli var iziet cauri tiem ļoti lielā ātrumā no sākuma punkta līdz galamērķim, minimāli zaudējot kvalitāti vai datus. Uzņēmumi izmanto optisko šķiedru, lai pārraidītu interneta datus, audio informāciju tālruņiem un attēlus televīzijas vai medicīnas kamerām.
Pamatfunkcija
Optiskās šķiedras koncepcija ir diezgan vienkārša. Lietotājs pārraida signālu kā gaismu, bieži vien lāzera stara veidā, caur plānām stikla vai plastmasas šķipsnām. Optiskā šķiedra darbojas kā vide, caur kuru iziet gaisma, savukārt pārklājums katras daļas ārpusē notur gaismu šķiedrā. Cilvēki var nosūtīt gandrīz jebkura veida digitālos datus, izmantojot optisko šķiedru, lai gan dažu signālu pārveidošana var būt nepieciešama.
Telekomunikāciju lietojumprogrammas
Telefonu un interneta signāli bieži tiek pārraidīti caur optisko šķiedru. Uzņēmumi vienkārši pārvērš tālruņa audio signālus digitālā informācijā, ko pēc tam var nosūtīt kā gaismas pārraidi caur šķiedrām. Daudzi pakalpojumi pārvērš datus binārā signālā ar vieniniekiem un nullēm, ko tie pārraida ar gaismas impulsiem. Kad tālrunis vai cita ierīce saņem signālu, tā pārvērš to atpakaļ audio informācijā, ko klausītājs dzird otrā galā. Interneta pakalpojumu sniedzēji pārsūta datus aptuveni tādā pašā veidā, datoriem pārvēršot digitālos signālus redzamā vai dzirdamā izvadā.
Lietošana medicīnā
1930. gadā vācu students Heinrihs Lams demonstrēja, kā optisko šķiedru var izmantot iekšējo ķermeņa daļu pārbaudei. Tā kā attēli bija neskaidri, viņš nesaņēma patentu savam izgudrojumam. Papildu attīstība ir padarījusi optiskās šķiedras ideālas kamerām un citām ierīcēm, ko medicīnas speciālisti izmanto pacienta iekšējo orgānu apskatei. Tā kā tie ir mazi un elastīgi, tie bieži var sasniegt vietas, kuras citādi varētu nebūt iespējams apskatīt bez operācijas.
vēsture
Aleksandrs Greiems Bells 1880. gadā demonstrēja, kā gaismu var izmantot, lai pārsūtītu skaņas no vienas zonas uz citu. Dažas desmitgades vēlāk tika izstrādāti pirmie komplektēto kabeļu komplekti, lai gan tos tolaik nesauca par “šķiedru optiku”. 1956. gadā Narinders Kapanijs šo terminu izdomāja pēc tam, kad kopā bija sasaistījis dažus stikla stieņus. Pēc tam viņš demonstrēja, ka šie stieņi var projicēt gaismu bez noplūdes jebkurā vietā, ja vien tie ir ietīti vai pārklāti ar tumšu materiālu.
Līdz 1960. gadam Dr. Čārlzs Kao saprata optiskās šķiedras potenciālu. Viņš ierosināja, ka tos varētu izmantot ātrai, skaidrai saziņai. 1970. gados uzņēmums Corning® Glass radīja pirmo optisko šķiedru, kas pilnībā izgatavota no plānām stikla šķipsnām. Tas noveda pie tā, ka Bell Telephone izmantoja šīs šķiedras, lai izveidotu telefona kabeļus, kas varētu pārraidīt kristāldzidras sarunas no vienas ASV puses uz otru.