Оптоволокно
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Оптоволокно — это стеклянная или пластиковая нить, используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.
Волоконная оптика — раздел прикладной науки и машиностроения, описывающий такие волокна. Оптоволокна используются в оптоволоконной связи, которая позволяет передавать цифровую информацию на большие расстояния и с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи. В ряде случаев они также используются при создании датчиков.
Выделяют несколько классов оптоволокон по особенностям структуры и принципа действия:
- Одномодовые оптоволокна
- Многомодовые оптоволокна
- Оптоволокна с градиентным показателем преломления
- Оптоволокна со ступенчатым профилем распределения показателей преломления.
Из-за физических свойств оптоволокна необходимы специальные методы для их соединения с оборудованием. Оптоволокна являются базой для различных типов кабелей, в зависимости от того, где они будут использоваться.
Содержание |
[править] История
Принцип передачи света внутри оптоволокна был впервые продемонстрирован во времена королевы Виктории (1837—1901 гг.), но развитие современных оптоволокон началось в 1950-х годах. Они стали использоваться в связи несколько позже, в 1970-х; технический прогресс значительно увеличил диапазон применения оптоволокон, а также уменьшил стоимость систем оптоволоконной связи.
[править] Применение
[править] Оптоволоконная связь
Оптоволокно может быть использовано как средство для дальней связи и построения компьютерной сети, вследствие своей гибкости (хотя и меньшей, нежели проводящие кабели). Несмотря на то, что волокна могут быть сделаны из прозрачного пластичного оптоволокна или кварцевого волокна, волокна, использующиеся для передачи информации на большие расстояния, изготавливаются из кварцевого стекла, из-за низкого оптического ослабления электромагнитного излучения. В связи используются многомодовые и одномодовые оптоволокна; многомодовое оптоволокно обычно используется на небольших расстояниях (до 500 м), а одномодовое оптоволокно — на длинных дистанциях. Из-за строгого допуска между одномодовым оптоволокном, передатчиком, приемником, усилителем и другими одномодовыми компонентами, их использование обычно дороже, чем применение мультимодовых компонентов.
[править] Оптоволоконный датчик
Оптоволокно может быть использовано как датчик для измерения напряжения, температуры, давления и других параметров. Малый размер и фактическое отсутствие необходимости в электрической энергии, дает оптоволоконным датчикам преимущество перед традиционными электрическими в определённых областях.
Оптоволокно используется в гидрофонах в сейсмических или гидролокационных приборах. Созданы системы с гидрофонами, в которых на волоконный кабель приходится более 100 датчиков. Системы с гидрофоновым датчиком используются в нефтедобывающей промышленности, а также флотом некоторых стран. Немецкая компания Sennheiser разработала лазерный микроскоп, работающий с лазером и оптоволокном[1].
Оптоволоконные датчики, измеряющие температуры и давления, разработаны для измерений в нефтяных скважинах. Оптоволоконные датчики хорошо подходят для такой среды, работая при температурах, слишком высоких для полупроводниковых датчиков (Оптоволоконное измерение температуры).
Разработаны устройства дуговой защиты с волоконно-оптическими датчиками, основными преимуществами которых перед традиционными устройствами дуговой защиты являются: высокое быстродействие, нечувствительность к электромагнитным помехам, гибкость и лёгкость монтажа, диэлектрические свойства.
Другое применение оптоволокна — в качестве датчика в лазерном гироскопе, который используется в Boeing 767 и в некоторых моделях машин (для навигации). Специальные оптические волокна используются в интерферометрических датчиках магнитного поля и электрического тока. Это волокна полученные при вращении заготовки с сильным встроенным двойным лучепреломлением.
Оптоволокно применяется в охранной сигнализации на особо важных объектах (например, ядерное оружие)[источник не указан 63 дня]. Когда злоумышленник пытается переместить боеголовку, условия прохождения света через световод изменяются, и срабатывает сигнализация.
[править] Другие применения оптоволокна
Оптоволокна широко используются для освещения. Они используются как световоды в медицинских и других целях, где яркий свет необходимо доставить в труднодоступную зону. В некоторых зданиях оптоволокна используются для обозначения маршрута с крыши в какую-нибудь часть здания. Оптоволоконное освещение также используется в декоративных целях, включая коммерческую рекламу, искусство и искусственные ёлки.
Оптоволокно также используется для формирования изображения. Пучок света, передаваемый оптоволокном, иногда используется совместно с линзами — например, в эндоскопе, который используется для просмотра объектов через маленькое отверстие.
[править] Примечания
- ↑ TP: Der Glasfaser-Schallwandler. Проверено 4 декабря 2005.
[править] См. также
 |
Оптоволокно на Викискладе? |
|---|
- Оптические материалы
- Оптические системы
- Сварка оптоволокна
- Сплайс-пластина
- Оптический рефлектометр
- Субдлинноволновое оптическое волокно
- Подводный коммуникационный кабель
[править] Литература
- Gambling, W. A., «The Rise and Rise of Optical Fibers», IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 6, No. 6, pp. 1084—1093, Nov./Dec. 2000
- Gowar, John, Optical Communication Systems, 2 ed., Prentice-Hall, Hempstead UK, 1993 (ISBN 0-13-638727-6)
- Hecht, Jeff, City of Light, The Story of Fiber Optics, Oxford University Press, New York, 1999 (ISBN 0-19-510818-3)
- Hecht, Jeff, Understanding Fiber Optics, 4th ed., Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ, USA 2002 (ISBN 0-13-027828-9)
- Nagel S. R., MacChesney J. B., Walker K. L., «An Overview of the Modified Chemical Vapor Deposition (MCVD) Process and Performance», IEEE Journal of Quantum Mechanics, Vol. QE-18, No. 4, April 1982
- Ramaswami, R., Sivarajan, K. N., Optical Networks: A Practical Perspective, Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco, 1998 (ISBN 1-55860-445-6)
[править] Ссылки
- Изготовление оптических волокон(видео)
- Физические характеристики полимерных оптических волокон
- Волоконно-оптические датчики дуговой защиты
- Telcross — российские оптоволоконные производители
- Конструкция оптоволокна
- Сварка оптического волокна / видеоинструкция, 3:12 мин.
- Монтаж волоконно-оптического кабеля (разделка, укладка, монтаж разъемов, сращивание) / Цикл статей
- Измерения на волоконно-оптических линиях связи / Цикл статей
|
|||||
|---|---|---|---|---|---|
| Накаливания: | Лампа накаливания — Галогенные лампы — MR16 |  |
|||
| Флуоресцентные: | Компактная люминесцентная лампа — Люминесцентная лампа — Индукционные лампы | ||||
| Газоразрядные: | Лампы высокой интенсивности — Ртутные лампы — Металгалогенидные — Неоновые лампы — Натриевые лампы — Ксеноновая лампа-вспышка — Газосветные лампы | ||||
| Электродуговые | Дуговая лампа — HMI — Ксеноновая дуговая лампа — Свеча Яблочкова | ||||
| На сгорании: | Ацетиленовые лампы — Свечи — Газовая лампа — Керосиновые лампы — Друммондов свет — Масляные лампы — Взрывобезопасная лампа | ||||
| Прочие: | Серная лампа — Светодиоды и светодиодная лампа — Органический светодиод — Оптоволокно — Плазменные лампы — Электролюминесцентный провод — Лампа чёрного света | ||||
| Люминесценции: | Хемилюминесценция — Биолюминесценция — Сонолюминесценция | ||||
