A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Optické vlákno je optický vlnovod, vyrobený v tvare dlhého vlákna. Svetlo, ktoré vchádza do jedného konca optického vlákna, je vedené vláknom a vychádza druhým koncom.
Princíp
Optické vlákno je skonštruované ako valcové jadro priemeru niekoľkých jednotiek až desiatok μm z materiálu s určitým indexom lomu, pokryté obalom z materiálu s menším indexom lomu. Pri dopade svetelného lúča na rozhranie jadra a obalu pod dostatočne veľkým uhlom dopadu (dostatočne „plocho“ či „tupo“), nastáva úplný odraz. Sériou takýchto odrazov sa lúč šíri z jedného konca vlákna na druhé.
Z tohoto princípu vyplývajú niektoré technologické obmedzenia pri použití optických vlákien. Predovšetkým ide o ohyb: keďže v ohnutom vlákne dopadá lúč na rozhranie jadro/obal pod iným uhlom ako v rovnom vlákne je možné, že nastane len čiastočný odraz a časť svetla unikne (čo sa pre prenesené svetlo prejaví ako zvýšený útlm). Preto je dôležité dodržať minimálny predpísaný polomer ohybu pre dané vlákno (toto pochopiteľne závisí od pomeru indexov lomu jadra a obalu, takže neexistuje univerzálna hodnota pre všetky vlákna).
Ďalším javom je uhol, v ktorom je potrebné umiestniť zdroj svetla, aby jeho svetlo bolo nadviazané do vlákna tak, aby sa ďalej šírilo vláknom (tzv. numerická apertúra, úhlová apertúra). Tento tiež závisí od rozdielov indexov lomu jadra a obalu a tiež od priemeru jadra a býva pomerne malý, z čoho vyplýva náročnosť polohovania zdroja svetla a detektora voči koncom vlákna.
Druhy optických vlákien
Materiály
Pre diaľkové optické komunikácie sa používa kremičité sklo (SiO2). Minimum útlmu leží v infračervenej oblasti okolo 1550 nm, ďalšie minimum s o niečo väčším útlmom je okolo 1 300 nm. Toto sú teda vlnové dĺžky, pre ktoré sú konštruované lasery a fotodiódy pre tieto vlákna. Pre kratšie vzdialenosti sa používajú plastové vlákna, alebo vlákna so skleným jadrom a plastovým obalom. Tieto majú väčší útlm ako celosklenené vlákna, ale sú lacnejšie.
Jednovidové alebo mnohovidové vlákno
Ak má jadro dostatočne veľký priemer, umožňuje šírenie svetla vo viacerých tzv. vidoch (módoch), a takéto vlákno sa nazýva mnohovidové alebo viacvidové (multimódové). Tento režim je však nežiaduci pre diaľkové vysokorýchlostné spoje, keďže svetlo sa v jednotlivých vidoch (módoch) šíri rozličnou rýchlosťou a tak dochádza k „rozťahovaniu“ svetelných pulzov pri ich prechode vláknom. Preto sa pre diaľkové spoje používa tzv. jednovidové (monomódové, singlemódové) vlákno s menším priemerom jadra a jedným nosným svetelným lúčom. Keďže výroba takéhoto vlákna je zložitejšie a kvôli zmenšenej numerickej apertúre je aj obťažnejšie ho nadviazať na laser a detektor, pre menej náročné aplikácie sa používa viacvidové vlákno.
Výroba
Pri výrobe optických vlákien je dôležitá čistota použitých materiálov, keďže prímesi spôsobujú vznik miest kde sa fotóny môžu absorbovať či rozptýliť, a aj malé zvýšenie útlmu je pri veľkých dĺžkach vlákna citeľné. Požadovaná čistota je porovnateľná s čistotou materiálov použitých pri výrobe polovodičov, a pripravujú sa podobnými metódami.
Samotná výroba vlákna začína výrobou tzv. preformy, čo je dutý valec s priemerom niekoľko desiatok mm z materiálu obalu vlákna, na ktorý je zvnútra nanesený materiál jadra vlákna. Táto preforma je potom na jednom konci zahrievaná a je z nej presne kontrolovaným spôsobom vyťahované vlákno, ktoré sa po obalení sekundárnym a/alebo ochranným obalom navíja a ďalej spracováva (napr. na kábel).
Použitie
Telekomunikačné prenosy
- na zemi, pod vodou (trans-oceánske komunikačné káble a linky), taktiež v elektrotechnických prístrojoch a zariadeniach, či v elektronike. Najdôležitejšou aplikáciou optických vlákien je prenos údajov v telekomunikačnej technike. Využíva sa takmer neobmedzená prenosová kapacita, možnosť prenášať informáciu na viacerých vlnových dĺžkach súčasne a najmä odolnosť voči vonkajším elektromagnetickým vplyvom (čo znamená aj nulový presluch medzi jednotlivými vláknami v kábli).
Optické vlákna sa spolu s prípadnými elektrickými vodičmi (pre napájanie prípadných zosilňovačov) a lanami (zabezpečujúcimi mechanickú odolnosť) kompletujú do káblov. Tieto káble sú ukladané v šachtách, pod zemou, vzdušným vedením príp. pod morom podobne, ako klasické komunikačné vedenia. V poslednom čase technológia optických komunikácií zlacnela natoľko, že je už pomerne bežné riešiť niektoré úseky LAN sietí pomocou optických vlákien.
Osvetlenie
Optické vlákno je možné použiť aj na privedenie svetla na miesta, kam nie je možné priamo umiestniť zdroj svetla, a aj na dekoračné účely.
Prenos obrazu v temnote
Pomerne kurióznou aplikáciou optických vlákien je endoskopia, kde sa obraz z nedostupného miesta prenáša tenkým ohybným zväzkom optických vlákien. Často slúži niektoré z vlákien aj na prenos svetla na pozorované miesto. Endoskopia sa využíva v medicíne aj v technike.
Pozri aj
Iné projekty
- Commons ponúka multimediálne súbory na tému Optické vlákno
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.
Antény
Chemické zdroje elektriny
Chladenie v elektrotechnike
Elektrická sústava automobilu
Elektrická trakcia
Elektrické prístroje
Elektrické súčiastky
Elektrické spotrebiče
Elektrické stroje
Čítanie (elektrotechnika)
Činný výkon
Štatistická dynamika
Živý vodič
Admitancia
Antiparalelné zapojenie
Asynchrónny motor
Blúdivý prúd
Bočník (elektrotechnika)
Diak (polovodičový prvok)
Displej s kvapalnými kryštálmi
Elektrická inštalácia
Elektrická rezonancia
Elektrická sila
Elektrická vodivosť
Elektrické zariadenie
Elektrický obvod
Elektrický zvonec
Elektroenergetika
Elektromer
Elektrometer
Elektromobil
Elektromotor
Elektromotorické napätie
Elektrotechnický náučný slovník
Elektrotechnika
Elektrotechnológia
Fázor
Faradayova klietka
Frekvencia (fyzika)
Graetzov mostík
Impedancia
Indukčnosť
Induktancia
Istič
Izolácia (elektrotechnika)
Izolant
Jadro vodiča
Jednobran
Jednosmerný prúd
Joulovo teplo
Katóda
Koaxiálny kábel
Kompenzácia účinníka
Konduktometria
Konektor (elektrotechnika)
Korónový výboj
Lanko (elektrotechnika)
Leptanie
Logické hradlo
Magnetická susceptibilita
Magnetizácia (veličina)
Merný elektrický odpor
Mobilné zariadenie
Napájací zdroj
Napäťový chránič
Napäťový násobič
Nortonova veta
Odpínač
Odpojovač
OLED
Olovený akumulátor
Paralelné zapojenie
Peltierov článok
Plošná hustota elektrického prúdu
Poistka (elektrotechnika)
Posuvný prúd
Prúdový chránič
Prenosové médium
Prieletový klystrón
Primárny elektrochemický článok
Reaktancia
Rekuperácia (dopravný prostriedok)
Relé
Reproduktorová výhybka
Rezistancia
Rozhranie (interface)
Sériové zapojenie
Seebeckov jav
Sekundárny elektrochemický článok
Settopbox
Skrat
Sonar
Spínač
Spínaný zdroj
Straty v mikropásikových vedeniach
Striedavý prúd
Stupeň ochrany krytom
Svetelná výbojka
Symetrizačný člen
Technická normalizácia
Tepelné relé
Tepelne vodivostný detektor
Termočlánok
Théveninova veta
Transformátor
Transformátor s fázovou reguláciou
Trojfázová sústava
Tuhá fáza (elektronika)
Tyratrón
Usmerňovač (elektrotechnika)
Uzemnenie
Uzol (vodiče)
Vírivý prúd
Výbojka
Varistor
Ventilátor
Vodič (elektrotechnika)
Voltov stĺp
Vstavaný systém
Zásuvka (elektrotechnika)
Zdroj (elektrotechnika)
Zisk antény
Text je dostupný za podmienok Creative
Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších
podmienok.
Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky
použitia.
www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk