Was sind Lichtwellenleiter?
Lichtwellenleiter bestehen aus einem Bündel dünner Glas- oder Kunststoffstränge. Dieser ist mit einem Material beschichtet oder umgeben, das Licht durch die Fasern dringen lässt, ohne an den Seiten auszutreten. Signale können mit sehr hoher Geschwindigkeit vom Ursprungsort zum Zielort geleitet werden, ohne dass dabei Qualität oder Daten verloren gehen. Unternehmen verwenden Glasfasern, um Internetdaten, Audioinformationen für Telefone und Bilder für Fernseher oder medizinische Kameras zu übertragen.
Grundfunktion
Das Konzept hinter Glasfaser ist ziemlich einfach. Ein Benutzer überträgt ein Signal als Licht, häufig in Form eines Laserstrahls, durch eine Länge dünner Glas- oder Kunststoffstränge. Die optische Faser fungiert als Medium, durch das das Licht hindurchtritt, während eine Beschichtung auf der Außenseite jedes Strangs das Licht in der Faser gefangen hält. Über Glasfaser können nahezu alle Arten von digitalen Daten gesendet werden. Einige Signale müssen jedoch möglicherweise konvertiert werden.
Telekommunikationsanwendungen
Telefone und Internet-Signale werden häufig über Glasfasern übertragen. Unternehmen wandeln Audiosignale von Telefonen einfach in digitale Informationen um, die dann als Lichtübertragung durch die Fasern gesendet werden können. Viele Dienste wandeln die Daten in ein binäres Signal aus Einsen und Nullen um, das sie durch Lichtimpulse weiterleiten. Sobald ein Telefon oder ein anderes Gerät das Signal empfängt, wandelt es es wieder in Audioinformationen um, die der Hörer am anderen Ende hört. Internetprovider übertragen Daten auf die gleiche Art und Weise, wobei Computer digitale Signale in sichtbare oder hörbare Signale umwandeln.
Verwendet in der Medizin
1930 demonstrierte ein deutscher Student namens Heinrich Lamm, wie mit Glasfasern innere Körperteile untersucht werden können. Da die Bilder jedoch unklar waren, erhielt er kein Patent für seine Erfindung. Zusätzliche Entwicklungen haben dazu geführt, dass optische Fasern ideal für Kameras und andere Geräte sind, mit denen Mediziner die inneren Organe eines Patienten untersuchen können. Da sie klein und flexibel sind, können sie häufig Bereiche erreichen, die ohne Operation möglicherweise nicht sichtbar wären.
Geschichte
Alexander Graham Bell demonstrierte 1880, wie mit Licht Geräusche von einem Bereich in einen anderen übertragen werden können. Einige Jahrzehnte später wurden die ersten Sätze gebündelter Kabel entwickelt, die zu dieser Zeit jedoch nicht als "Glasfaser" bezeichnet wurden. 1956 prägte Narinder Kapany den Begriff, nachdem er einige Glasstäbe gebündelt hatte. Er demonstrierte dann, dass diese Stäbe Licht projizieren könnten, ohne an irgendeiner Stelle auszulaufen, solange sie in ein dunkles Material eingewickelt oder damit beschichtet wären.
Bis 1960 erkannte Dr. Charles Kao das Potenzial der Glasfaser. Er schlug vor, dass sie für eine schnelle und klare Kommunikation verwendet werden könnten. In den 1970er Jahren schuf ein Unternehmen namens Corning® Glass die erste optische Faser, die vollständig aus dünnen Glasfasern besteht. Dies führte dazu, dass Bell Telephone diese Fasern verwendete, um Telefonkabel herzustellen, mit denen kristallklare Gespräche von einer Seite der USA zur anderen übertragen werden konnten.