Co je to technologie optických vláken?
Technologie optických vláken se týká tenkých vláken, která propouštějí světlo prostřednictvím vnitřního lomu. Oblast optických vláken studuje praktické aplikace této technologie. Ačkoli první aplikace byla vyvinuta ve 40. letech 20. století, zahrnuje telekomunikace a vysokorychlostní přenos dat přes internet. Přestože je oxid křemičitý při výrobě technologie z optických vláken stále nejhospodárnějším materiálem, nové materiály přinášejí určité výhody. Kromě přenosu informací má tato technologie další praktické aplikace, včetně přenosu elektřiny.
Jediné optické vlákno je základem pro všechny technologie optických vláken. Každé vlákno má více vrstev, přičemž vnitřní jádro je nejvhodnější pro účel vlákna. Světlo se odráží v jádru od začátku do konce, tento vnitřní odraz zaručuje, že žádné světlo není ztraceno. Tento princip je prokázán skutečností, že pouze konce optických vláken jasně září. Průměr jádra reguluje účinnost propouštění světla; větší nebo menší průměr mění úhel lomu světla, čímž zrychluje nebo zpomaluje rychlost přenosu.
Francouzští vědci ve 40. letech 19. století poprvé demonstrovali základ technologie optických vláken. Americký vědec na počátku padesátých let vynalezl první moderní optické vlákno. Různé příspěvky vědců z celého světa prokázaly moderní aplikace optických vláken: médium pro přenos telekomunikací. Technologie z optických vláken byla ideálním kandidátem, protože rychlost a rychlost přenosu dat byla výrazně vyšší než u předchozích kovových vodičů.
S příchodem World Wide Web na začátku 90. let byla technologie optických vláken znovu přijata jako nejúčinnější způsob, jak zvládnout téměř exponenciální růst internetu. Ve spojení s telekomunikačními satelity tvoří pozemní a podmořské kabely z optických vláken páteř přenosové sítě internetu. Nárůst datového provozu v důsledku sítí typu peer-to-peer a webů pro sdílení videa bude vyžadovat další rozšíření této optické sítě.
Základem technologie optických vláken je řada materiálů. Nejběžnější složkou optického vlákna je oxid křemičitý. Přestože je oxid křemičitý vynikajícím médiem prostupu světla, nedávný výzkum potahování křemičitých vláken oxidem hlinitým vedl k vyšší účinnosti přenosu. Fluoridové a fosfátové sklo jsou další populární materiály, z nichž každý má zřetelné výhody v porovnání s oxidem křemičitým. Od roku 2011 jsou díky relativně vyšším nákladům na tyto materiály pro výrobce méně oblíbenou volbou.
Kromě přenosu dat má technologie optických vláken schopnost přenášet elektřinu. I když jsou méně účinné než měděné dráty, některé aplikace vyžadují, aby napájecí kabel neobsahoval žádný kov. Například magnetická pole produkovaná stroji MRI by interferovala s měděným drátem, což by způsobilo nefunkčnost stroje. Napájecí kabely z optických vláken tento problém eliminují.