ใยแก้วนำแสงคืออะไร?

ใยแก้วนำแสงเป็นคำสำหรับประเภทใด ๆ ของท่อพลาสติกหรือแก้วหมายถึงการขนส่งแสง หลักการที่อยู่เบื้องหลังมันค่อนข้างเก่าจริง ๆ แต่ในไม่กี่ปีที่ผ่านมามันได้กลายเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญอย่างไม่น่าเชื่อเนื่องจากโครงสร้างพื้นฐานด้านการสื่อสารเริ่มใช้ไฟเบอร์นี้เพื่อส่งข้อมูลในอัตราที่สูงมาก นอกเหนือจากการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติกแล้วยังมีแอปพลิเคชั่นจำนวนมากในวงการแพทย์ผลิตภัณฑ์เพื่อผู้บริโภคและฟิสิกส์

เส้นใยประเภทนี้มีข้อได้เปรียบเหนือกว่าลวดโลหะแบบดั้งเดิมจำนวนมากสิ่งสำคัญที่สุดคือการมีความเสื่อมของสัญญาณน้อยกว่ามาก นอกจากนี้ยังป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งสามารถขัดขวางการส่งผ่านข้อมูลตามสายโลหะปกติได้ นี่เป็นการเพิ่มมาตรการรักษาความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้นเช่นกันเนื่องจากใยแก้วนำแสงสามารถอยู่รอดด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่จะทำลายสายเคเบิลโลหะ

หลักการพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังใยแก้วนำแสงนั้นค่อนข้างง่าย: ไฟเบอร์ถูกเคลือบเพื่อให้สะท้อนแสงด้านในอย่างสมบูรณ์ดังนั้นเมื่อแสงเข้ามามันจะสะท้อนโดยไม่สูญเสียแสงใด ๆ และส่งผ่านเส้นใยไปยังส่วนอื่น ๆ แนวคิดพื้นฐานนี้ในการนำแสงโดยการหักเหกลับไปสู่ยุค 1840 ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 มีการพัฒนาแอปพลิเคชั่นที่ใช้งานได้จริงบางส่วนโดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้เส้นใยนี้ในทางทันตกรรมเพื่อส่องสว่างภายในปาก

ในปี ค.ศ. 1920 เทคโนโลยีขั้นพื้นฐานเดียวกันนี้ใช้ในการส่งภาพเต็ม ในช่วงทศวรรษต่อมาเทคโนโลยีดังกล่าวถูกนำมาใช้จริง ๆ เพื่อส่องสว่างภายในของการผ่าตัดช่วยให้การผ่าตัดมีความแม่นยำมากยิ่งขึ้น มันยังคงใช้ในการผ่าตัดโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่ออำนวยความสะดวกการผ่าตัดภายในที่รุกรานน้อย ใยแก้วนำแสงที่แท้จริงตัวแรกปรากฏขึ้นในปี 1950 และในตอนท้ายของการทดลองทศวรรษได้ดำเนินการกับประเภทของเส้นใยที่คล้ายกันมากกับที่ใช้ในปัจจุบันด้วยใยแก้วเคลือบด้วยเปลือกโปร่งใส

ในช่วงทศวรรษ 1970 ใยแก้วนำแสงเริ่มได้รับการปรับปรุงลดสัญญาณรบกวนในสัญญาณ การปรับแต่งเหล่านี้อนุญาตให้ใช้ความเป็นไปได้ที่เส้นใยจะสามารถใช้ในการส่งการสื่อสารจริงในระยะทางไกล สิ่งนี้อนุญาตให้สร้างแบ็คโบนการสื่อสารขนาดใหญ่ซึ่งวางรากฐานสำหรับอินเทอร์เน็ต ในตอนต้นของทศวรรษ 1980 เจเนอรัลอิเล็กทริกได้สร้างวิธีการที่สามารถยืดเส้นยืดยาวออกไปได้มากถึง 25 ไมล์ (40 กม.) ในแต่ละครั้งทำให้กระดูกสันหลังส่วนใหญ่สร้างได้ง่ายกว่า

เนื่องจากการเสื่อมสภาพในระดับต่ำหรือการลดทอนใยแก้วนำแสงจึงเหมาะสำหรับการสื่อสารทางไกล ในขณะที่ลวดโลหะจำเป็นต้องติดตั้งขาตั้งซ้ำในระยะทางสั้น ๆ เพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณยังคงอยู่ แต่ไฟเบอร์ออปติกสามารถยืดได้ในระยะทางไกลโดยไม่ต้องมีทวนสัญญาณลดค่าใช้จ่ายอย่างมาก นอกจากนี้ไฟเบอร์ยังสามารถขนส่งข้อมูลได้มากกว่าลวดโลหะทำให้สามารถใช้งานได้แม้ในระยะทางสั้น ๆ เช่นในสภาพเครือข่ายในอาคารเดียว เนื่องจากเส้นใยไม่ได้นำไฟฟ้าในลักษณะเดียวกับลวดโลหะจึงปลอดภัยที่จะใช้ในสภาพแวดล้อมไฟฟ้าแรงสูงซึ่งการเดินสายแบบดั้งเดิมอาจเป็นอันตรายได้