Co to są światłowody?

Światłowody składają się z wiązki cienkich szklanych lub plastikowych pasm. Jest to powlekane lub otoczone materiałem, który pozwala światłu przepływać przez włókna bez uciekania na boki. Sygnały mogą przechodzić przez nie z bardzo dużą prędkością od punktu początkowego do miejsca docelowego, przy minimalnej utracie jakości lub danych. Firmy używają światłowodów do przesyłania danych internetowych, informacji audio do telefonów i obrazów do telewizorów lub kamer medycznych.

Podstawowa funkcja

Koncepcja światłowodów jest dość prosta. Użytkownik przesyła sygnał w postaci światła, często w postaci wiązki laserowej, przez cienkie pasma szkła lub tworzywa sztucznego. Światłowód działa jako medium, przez które przechodzi światło, a powłoka na zewnętrznej stronie każdego pasma utrzymuje światło uwięzione wewnątrz włókna. Ludzie mogą wysyłać niemal każdy rodzaj danych cyfrowych za pomocą światłowodów, choć może być konieczna konwersja niektórych sygnałów.

Aplikacje telekomunikacyjne

Telefony i sygnały internetowe są często przesyłane przez światłowód. Firmy po prostu przetwarzają sygnały audio telefonu na informacje cyfrowe, które następnie mogą być przesyłane jako światłowody przez włókna. Wiele usług przekształca dane w binarny sygnał zer i jedynek, które przekazują za pomocą impulsów światła. Gdy telefon lub inne urządzenie odbierze sygnał, przekształca go z powrotem w informację dźwiękową, którą słyszy słuchacz na drugim końcu. Dostawcy usług internetowych przesyłają dane w bardzo podobny sposób, a komputery przetwarzają sygnały cyfrowe na sygnały widzialne lub dźwiękowe.

Zastosowania w medycynie

W 1930 r. Niemiecki uczeń o nazwisku Heinrich Lamm zademonstrował, w jaki sposób można zastosować światłowody do badania wewnętrznych części ciała. Ponieważ obrazy były niejasne, nie otrzymał patentu na swój wynalazek. Dodatkowe zmiany sprawiły, że światłowody są idealne do aparatów fotograficznych i innych urządzeń używanych przez lekarzy do przeglądania narządów wewnętrznych pacjenta. Ponieważ są małe i elastyczne, często mogą dotrzeć do obszarów, które w innym przypadku byłyby niemożliwe do obejrzenia bez operacji.

Historia

Alexander Graham Bell, w 1880 r., Zademonstrował, w jaki sposób światło można wykorzystać do przenoszenia dźwięków z jednego obszaru do drugiego. Kilka dekad później opracowano pierwsze zestawy dołączonych kabli, chociaż nie były one wówczas nazywane „światłowodami”. W 1956 roku Narinder Kapany wymyślił ten termin po połączeniu kilku szklanych prętów. Następnie wykazał, że pręty te mogą rzucać światło bez wycieku w dowolnym momencie, o ile są owinięte lub pokryte ciemnym materiałem.

W 1960 roku dr Charles Kao zdał sobie sprawę z potencjału światłowodów. Zasugerował, że można je wykorzystać do szybkiej i przejrzystej komunikacji. W latach 70. firma Corning® Glass stworzyła pierwsze włókno światłowodowe wykonane w całości z cienkich pasm szkła. Doprowadziło to do tego, że Bell Telephone wykorzystał te włókna do wykonania kabli telefonicznych, które mogłyby przesyłać krystalicznie czyste rozmowy z jednej strony USA na drugą.