Co to jest technologia światłowodowa?
Technologia światłowodowa odnosi się do cienkich włókien, które przepuszczają światło poprzez załamanie wewnętrzne. W dziedzinie światłowodów badane są praktyczne zastosowania tej technologii. Choć po raz pierwszy wynaleziono w latach 40. XIX wieku, aplikacje XXI wieku obejmują telekomunikację i szybki transfer danych przez Internet. Chociaż krzemionka jest nadal najbardziej opłacalnym materiałem przy wytwarzaniu technologii światłowodowej, nowe materiały mają pewne zalety. Oprócz przesyłania informacji, technologia ma inne praktyczne zastosowania, w tym przesyłanie energii elektrycznej.
Pojedynczy światłowód jest podstawą wszystkich technologii światłowodowych. Każde włókno ma wiele warstw, przy czym rdzeń wewnętrzny jest najbardziej odpowiedni do jego przeznaczenia. Światło odbija się w rdzeniu od początku do końca, to wewnętrzne odbicie gwarantuje, że żadne światło nie zostanie utracone. Zasadę tę przejawia fakt, że tylko końce światłowodów świecą jasno. Średnica rdzenia reguluje wydajność przepuszczania światła; większa lub mniejsza średnica zmienia kąt załamania światła, przyspieszając lub spowalniając szybkość transmisji.
Francuscy naukowcy w latach 40. XIX wieku po raz pierwszy zademonstrowali podstawy technologii światłowodowej. Amerykański naukowiec na początku lat 50. wynalazł pierwszy nowoczesny światłowód. Różnorodny wkład naukowców z całego świata potwierdził nowoczesne zastosowania światłowodów: medium do transmisji telekomunikacji. Technologia światłowodowa była idealnym kandydatem, ponieważ szybkość i szybkość transmisji danych była znacznie wyższa niż w przypadku wcześniejszych drutów metalowych.
Wraz z pojawieniem się World Wide Web na początku lat 90. XX wieku technologia światłowodowa została ponownie przyjęta jako najbardziej efektywny sposób radzenia sobie z niemal wykładniczym wzrostem Internetu. W połączeniu z satelitami telekomunikacyjnymi lądowe i podmorskie kable światłowodowe stanowią trzon sieci transmisyjnej Internetu. Wzrost ruchu danych spowodowany sieciami peer-to-peer i stronami do udostępniania wideo będzie wymagał dalszego rozwoju tej sieci światłowodowej.
Szereg materiałów stanowi podstawę technologii światłowodowej. Najczęstszym składnikiem światłowodu jest krzemionka. Chociaż krzemionka jest doskonałym medium transmisyjnym, ostatnie badania nad powlekaniem włókien krzemionki dwutlenkiem glinu doprowadziły do większej wydajności transmisji. Szkło fluorowe i fosforanowe to inne popularne materiały, z których każdy ma wyraźne zalety w stosunku do krzemionki. Od 2011 r. Stosunkowo wyższy koszt tych materiałów sprawia, że są one mniej popularnym wyborem wśród producentów.
Oprócz przesyłania danych, technologia światłowodowa ma również zdolność przesyłania energii elektrycznej. Chociaż mniej wydajne niż drut miedziany, niektóre zastosowania wymagają, aby kabel zasilający nie zawierał metalu. Na przykład pola magnetyczne wytwarzane przez urządzenia MRI zakłócałyby drut miedziany, uniemożliwiając działanie urządzenia. Światłowodowe kable zasilające eliminują ten problem.