Что такое волоконно-оптическая технология?

Оптоволоконная технология относится к тонким волокнам, которые пропускают свет посредством внутреннего преломления. В области волоконной оптики изучается практическое применение этой технологии. Хотя приложения 21-го века были впервые изобретены в 1840-х годах, они включают телекоммуникации и высокоскоростную передачу данных через Интернет. Несмотря на то, что при производстве волоконно-оптической технологии кремнезем все еще является наиболее экономичным материалом, новые материалы имеют определенные преимущества. Помимо передачи информации, технология имеет и другие практические применения, включая передачу электроэнергии.

Одно оптическое волокно является основой для всех волоконно-оптических технологий. Каждое волокно имеет несколько слоев, причем внутреннее ядро ​​наиболее соответствует назначению волокна. Свет отражается внутри ядра от начала до конца, это внутреннее отражение гарантирует, что свет не пропадет. Этот принцип демонстрирует тот факт, что только концы оптических волокон ярко светятся. Диаметр сердечника регулирует эффективность светопропускания; больший или меньший диаметр изменяет угол преломления света, тем самым ускоряя или замедляя скорость пропускания.

Французские ученые в 1840-х годах впервые продемонстрировали основы волоконно-оптических технологий. Американский ученый в начале 1950-х годов изобрел первое современное оптическое волокно. Различные исследования ученых со всего мира доказали современное применение волоконной оптики: среды для передачи телекоммуникаций. Оптоволоконная технология была идеальным кандидатом, поскольку скорость и скорость передачи данных были значительно выше, чем у предыдущих металлических проводов.

С появлением Всемирной паутины в начале 1990-х годов волоконно-оптическая технология снова была принята как наиболее эффективный способ справиться с почти экспоненциальным ростом Интернета. В сочетании с телекоммуникационными спутниками наземные и подводные волоконно-оптические кабели составляют основу сети передачи данных в Интернете. Рост трафика данных благодаря одноранговым сетям и веб-сайтам для обмена видео потребует дальнейшего расширения этой волоконно-оптической сети.

Ряд материалов является основой для волоконно-оптической технологии. Наиболее распространенным ингредиентом оптического волокна является кремнезем. Хотя кремнезем является отличной средой для пропускания света, недавние исследования по покрытию кремнеземных волокон диоксидом алюминия позволили повысить эффективность пропускания. Фторид и фосфатное стекло - другие популярные материалы, каждый из которых имеет определенные преимущества перед кремнеземом. Начиная с 2011 года, относительно высокая стоимость этих материалов делает их менее популярным среди производителей.

Помимо передачи данных, волоконно-оптические технологии способны передавать электроэнергию. Хотя это менее эффективно, чем медный провод, в некоторых случаях требуется, чтобы кабель питания не содержал металла. Например, магнитные поля, создаваемые машинами МРТ, будут мешать медному проводу, делая машину неработоспособной. Волоконно-оптические кабели питания устраняют эту проблему.