Wat is glasvezeltechnologie?

Glasvezeltechnologie verwijst naar dunne vezels die licht doorgeven via interne breking. Het gebied van glasvezel bestudeert de praktische toepassingen van deze technologie. Hoewel voor het eerst uitgevonden in de jaren 1840, omvatten toepassingen in de 21e eeuw telecommunicatie en snelle gegevensoverdracht via internet. Hoewel silica nog steeds het meest kostenefficiënte materiaal is bij het maken van glasvezeltechnologie, hebben nieuwe materialen bepaalde voordelen. Naast het transporteren van informatie, heeft de technologie andere praktische toepassingen, waaronder het overbrengen van elektriciteit.

Een enkele optische vezel is de basis voor alle glasvezeltechnologie. Elke vezel heeft meerdere lagen, waarbij de binnenste kern het meest relevant is voor het doel van de vezel. Licht reflecteert in de kern van begin tot einde, deze interne reflectie garandeert dat er geen licht verloren gaat. Dit principe wordt aangetoond door het feit dat alleen de uiteinden van optische vezels helder schijnen. De diameter van de kern regelt de efficiëntie van de lichttransmissie; een grotere of kleinere diameter verandert de brekingshoek van het licht, waardoor de transmissiesnelheid wordt versneld of vertraagd.

Franse wetenschappers in de jaren 1840 demonstreerden voor het eerst de basis van glasvezeltechnologie. Een Amerikaanse wetenschapper vond begin jaren vijftig de eerste moderne optische vezel uit. Verschillende bijdragen van wetenschappers uit de hele wereld hebben de moderne toepassingen van glasvezel bewezen: een medium voor het uitzenden van telecommunicatie. Glasvezeltechnologie was een ideale kandidaat omdat de snelheid en snelheid van gegevensoverdracht aanzienlijk hoger was dan die van eerdere metalen draden.

Met de komst van het World Wide Web in de vroege jaren 1990, werd glasvezeltechnologie opnieuw aangenomen als de meest efficiënte manier om de bijna exponentiële groei van het internet aan te gaan. In combinatie met telecommunicatiesatellieten vormen land- en onderzeese glasvezelkabels de ruggengraat van het transmissienetwerk van internet. De toename van het dataverkeer door peer-to-peer-netwerken en websites voor het delen van video's zal de verdere uitbreiding van dit glasvezelnetwerk noodzakelijk maken.

Een aantal materialen vormen de basis voor glasvezeltechnologie. Het meest voorkomende ingrediënt van een optische vezel is silica. Hoewel silica een uitstekend medium voor lichttransmissie is, heeft recent onderzoek naar het coaten van silicavezels met aluminiumdioxide geleid tot een grotere transmissie-efficiëntie. Fluoride en fosfaatglas zijn andere populaire materialen, elk met duidelijke voordelen ten opzichte van silica. Vanaf 2011 maken de relatief hogere kosten van deze materialen ze een minder populaire keuze voor fabrikanten.

Naast het overbrengen van gegevens heeft glasvezeltechnologie de mogelijkheid om elektriciteit over te dragen. Hoewel minder efficiënt dan koperdraad, vereisen bepaalde toepassingen dat een stroomkabel geen metaal bevat. Magnetische velden die door MRI-machines worden geproduceerd, kunnen bijvoorbeeld koperdraad verstoren, waardoor de machine onbruikbaar wordt. Glasvezelkabels elimineren dit probleem.