Optinis pluoštas yra cilindro{0}} formos bangolaidis, naudojamas įvairiose srityse, pvz., komunikacijos, pramogų, statybos, apdailos, medicinos, sveikatos priežiūros, tyrimų, plėtros ir kt.
Medžiagos, paprastai naudojamos optiniams pluoštams gaminti, yra silicio dioksidas, stiklas ir plastikas. Optiniai pluoštai yra šiek tiek storesni ir šiek tiek storesni nei žmogaus plaukų skersmuo.
Jis gali būti plačiai suskirstytas į tris pagrindinius tipus, atsižvelgiant į naudojamos medžiagos tipą, šerdies ir apvalkalo lūžio rodiklį bei šviesos sklidimo būdą. Kai kurie dažniausiai pasitaikantys optinių skaidulų tipai yra pakopinis-indekso optinis pluoštas, rūšiuotas-indekso optinis pluoštas, plastikinis optinis pluoštas, stiklo optinis pluoštas, silicio optinis pluoštas, vieno-modio optinis pluoštas ir daugiamodis šviesolaidis.
Optinės skaidulos yra naudingos, nes yra lanksčios, lengvos, plonos ir nedegios{0}}. Be to, realiame gyvenime yra tam tikrų apribojimų naudojant optines skaidulas įvairioms reikmėms, nes optinės skaidulos nėra tokios stiprios kaip tradiciniai laidai, yra labai jautrios įlenkimams ir gali lengvai lūžti, jei per daug sulenktos. Be to, šviesolaidinių kabelių gamybos ir montavimo sąnaudos yra daug didesnės nei varinių ar aliuminio kabelių. Stiklo pluošto optiniai kabeliai yra labai trapūs. Jie reikalauja aukšto lygio priežiūros ir priežiūros.
Įvairios kasdienio gyvenimo programos yra pagrįstos optinėmis skaidulomis.
| Taikymas | Įprastas naudojimo atvejis | Pagrindiniai privalumai |
|---|---|---|
| Ryšių sistemos | Didelio ir trumpo{0}}atstumo duomenų, balso, vaizdo perdavimas | Didelis pralaidumas, saugus, mažai trukdžių |
| Medicinos įranga | Endoskopai, otoskopai, diagnostikos priemonės | Minimaliai invazinis, lankstus, saugus |
| Internetas | Didelės spartos{0}}plačiajuostis ryšys | Greita, patikima, didelė duomenų talpa |
| Automobilių pramonė | Apšvietimas, saugos jutikliai,{0}}ryšis automobilyje | Lengvas, mažos galios, greitas atsakas |
| Karinis | Avionika, misijos valdymas, saugus duomenų perdavimas | Šifruota,{0}}atspari trukdžiams |
| Kosmoso programos | Palydovinės nuorodos, nuotolinis stebėjimas, lazerinės sistemos | Didelis pralaidumas, lengvas, patikimas |
| Kabelinė televizija | Signalo paskirstymas keliems namų ūkiams | Plati aprėptis,{0}}ekonomiška |
1. Ryšių sistemos
Šviesolaidinio ryšio sistema apima informacijos perdavimą iš šaltinio į paskirties vietą infraraudonųjų šviesos signalų impulsų pavidalu.
Šis ryšio metodas tinka tolimojo{0}}ir trumpojo Šviesolaidinio ryšio sistemos elementai yra siųstuvo grandinės, šviesos šaltiniai, fotodetektoriai ir imtuvo grandinės.
Šviesos{0}}diodai arba LASER šviesa yra pageidaujami signalų perdavimo optinio pluošto ryšio šaltiniai. Priešingai, PN jungties diodai ir lavinų diodai yra priimtiniausi fotodetektoriai priėmimo ir aptikimo tikslais.
Optinio pluošto ryšio sistema paprastai yra teikiama pirmenybė prieš kitus ryšio būdus, nes ji yra patikima ir suteikia mažiausią galimybę įvesties signalą paveikti elektromagnetiniais trukdžiais. Be to, optiniu skaidulu{1}}pagrįsta ryšio sistema turi labai didelį pralaidumą, mažesnę signalo pablogėjimo tikimybę, užtikrina aukštą duomenų saugumą, yra palyginti ekonomiška-ir sunaudoja mažiau energijos.
2. Medicinos įranga
Optinės skaidulos plačiai naudojamos įvairiose medicinos įrangoje ir tyrimų laboratorinėse mašinose. Pavyzdžiui, endoskopas, otoskopas, oftalmoskopas ir kt. yra kai kurie diagnostikos medicinos prietaisai, kurių bendras veikimas priklauso nuo optinių skaidulų.
Optinės skaidulos dažniausiai yra teikiamos pirmenybė medicininės diagnostikos ir gydymo reikmėms, nes jos neturi jokio šalutinio poveikio ir žalingų padarinių, yra lankstūs, turi žymiai mažesnį paviršiaus plotą ir neskleidžia toksinės spinduliuotės. Be diagnostikos ir gydymo, optiniai pluoštai taip pat gali būti naudojami moksliniams tyrimams mikrobiologijos ir biomedicinos sektoriuje.
3. Internetas
Internetas yra vienas ryškiausių realių{0}}programų, kuriose naudojamas optinis pluoštas, pavyzdžių. Optinės skaidulos gali perduoti didelį duomenų kiekį iš vienos vietos į kitą per santykinai trumpesnį laiką.
Dėl didelio duomenų perdavimo greičio, lankstumo, lengvumo ir galimybės lengvai pernešti masinius duomenis, optiniai pluoštai tinka interneto kabeliams vietoj tradicinių varinių laidų.
4. Automobilių pramonė
Automobilių pramonė naudoja optines skaidulas transporto priemonių interjerui apšviesti. Taip yra todėl, kad optinės skaidulos neužima daug vietos, skleidžia ryškią šviesą, gali būti lanksčiai išdėstytos mechaninėje automobilio struktūroje, yra ekonomiškos, sunaudoja mažai energijos, turi minimalią signalo pablogėjimo ir nutekėjimo tikimybę, turi žymiai ilgesnę tarnavimo laiką ir nereikalauja dažnos priežiūros.
Be vidaus apšvietimo, automobilių pramonė taip pat gali naudoti optinius pluoštus transporto priemonės išorinėse lempose. Be to, optinės skaidulos gali būti naudojamos sistemoje komunikacijos tikslais. Pavyzdžiui, nelaimingo atsitikimo atveju optinių skaidulų tinklas gali būti naudojamas susidūrimo detektoriaus ar jutiklio generuojamam signalui perduoti į automobilio vidinę grandinę ir padeda greitai suaktyvinti traukos kontrolę bei oro pagalvių sistemą.
Naudoti optines skaidulas ryšiui tarp skirtingų transporto priemonės dalių yra naudinga, nes optinis signalas sklinda šviesos greičiu, taip pagerinant valdymo sistemų reakcijos laiką.
5. Telefonas
Vietinis telefono ryšys pastate, mieste ar šalyje ir pasaulinis telefoninis ryšys tarp vartotojų įvairiose šalyse paprastai priklauso nuo pagrindinio optinių skaidulų veikimo principo.
Šviesolaidžio kabeliai yra surišti korinio ryšio ryšiams ir nutiesti po žeme arba po jūros paviršiumi. Tai padidina signalo saugumą, nes tekantys duomenys yra mažiau jautrūs elektromagnetiniams trikdžiams, kuriuos sukelia kitos elektromagnetinės bangos aplinkoje.
Optinio pluošto{0}}telefoninis ryšys leidžia vartotojams prisijungti per sekundės dalį, kai optinis signalas teka šviesos greičiu. Be to, ši komunikacijos sistema pašalina pirmumo ir vėlavimo problemas, todėl abi šalys gali turėti aiškų pokalbį su nedideliu iškraipymu arba visai jo neiškraipydami.
Optinių skaidulų naudojimo telefoniniam ryšiui trūkumas yra tas, kad kabeliai gali susilenkti dėl po žeme esančių deformacijų ir gali pakenkti signalo kokybei ar turiniui.
6. Patikrinimo prietaisai
Skaidulinė optika yra labai naudinga tikrinimo ir priežiūros inžinieriams. Taip yra todėl, kad šviesolaidiniai kabeliai yra lankstūs ir gali būti naudojami sunkiai pasiekiamoms vietoms apžiūrėti. Patikrinimo įrangos konstrukcija paprastai skiriasi priklausomai nuo srities, kurioje ji įdiegta, tipo. Pavyzdžiui, viename iš populiariausių šviesolaidinio-optinio-pagrįsto tikrinimo prietaisų naudojama maža kamera, sumontuota ant ilgo lankstaus optinio pluošto{7}}vamzdžio, pagaminto iš silicio dioksido, plastiko arba stiklo.
Tam, kad būtų pradėtas tikrinimo procesas, zonoje yra daugybė kamerų ir vamzdelių. Vaizdo kameros dažniausiai fiksuoja vaizdinę informaciją ir perduoda ją šviesolaidiniams kabeliams. Tada technikas arba inžinierius gauna informaciją rodymo įrenginyje.
Skaidulinės optikos naudojimo tikrinimui privalumai yra didesnis lankstumas, geresnis matymo laukas, minimalus signalo praradimas ar pažeidimas, greitesnis informacijos perdavimas ir kt.
7. Kariniai pritaikymai
Skaidulinės optikos pagalba perduodami duomenys yra itin saugūs, prie jų gali patekti tik autentifikuoti vartotojai. Kadangi pagrindinis karinių programų akcentas yra duomenų saugumas ir privatumas, šią unikalią optinio pluošto savybę galima panaudoti daugelyje karinių programų.
Visos trys karinės programos, būtent kariuomenė, karinis jūrų laivynas ir erdvėlaivis, naudoja optinius pluoštus, kad sukurtų bendrą kanalą tarp stočių keistis informacija ir analizuoti duomenis. Kai kurie žinomi optinio pluošto pritaikymai kariuomenėje apima aviacijos elektroniką ir misijos valdymo sistemas, greitaeigį duomenų mainus, skrydžio planavimą, jutiklių duomenų suliejimą, ginklų sistemų veikimo valdymą ir kt.
8. Kosmoso programos
Kai kurios kosmoso programos, pvz., palydoviniai ryšiai, nuotolinis stebėjimas, didelės{0} galios lazerinės sistemos, daugiaspektrinis ir hiperspektrinis vaizdavimas, optinis duomenų ryšys, lidar, atmosferos stebėjimas ir analizė ir kt., veikia nuo optinių skaidulų.
Taip yra todėl, kad optinis skaidulas sumažina trikdžių riziką, užtikrina maksimalų pralaidumą, o sistema tampa ekonomiška-efektyvi, lanksti, paprasta ir lengva.
9. Kabelinė televizija
Kabelinė televizija naudoja šviesolaidinių kabelių tinklą kabelinės televizijos signalui perduoti iš šaltinio į kelias paskirties vietas. Didelis šviesolaidinių kabelių pralaidumas ir perdavimo greitis dažnai naudojami kabelinės televizijos programose.
Be to, vietoj tradicinių varinių laidų yra naudinga naudoti optinius pluoštus, nes juos palyginti pigiau gaminti, naudoti ir prižiūrėti.
DUK
1. Kokie yra dažniausiai naudojami optinio pluošto pritaikymai?
Ryšiai, internetas, medicina, automobiliai, telefonas, tikrinimo prietaisai, karinė, kosminė ir kabelinė televizija.
2. Kodėl šviesolaidis yra geresnis už varinius kabelius ryšiui?
Jis siūlo didesnį pralaidumą, didesnį greitį, mažesnį signalo praradimą ir atsparumą elektromagnetiniams trukdžiams.
3. Kaip optinis pluoštas naudojamas medicinos srityje?
Endoskopuose, otoskopuose ir chirurginiuose lazeriuose, skirtuose diagnostikai ir gydymui dėl lankstumo ir saugumo.
4. Kokį vaidmenį automobilių pramonėje atlieka šviesolaidinės technologijos?
Naudojamas apšvietimui, informacijos ir pramogų sistemoms, susidūrimo jutikliams ir greitam signalų perdavimui tarp transporto priemonių sistemų.
5. Kaip optinis pluoštas pritaikomas karinėse sistemose?
Saugiam ryšiui, avionikai, misijos kontrolei, jutiklių sintezei ir ginklų sistemos operacijoms.
6. Kodėl šviesolaidinis kabelis svarbus interneto ryšiui?
Jis greitai perduoda didelius duomenų kiekius, mažą delsą ir minimalų signalo pablogėjimą.
7. Kokie optinio pluošto pranašumai kosmose?
Lengvas, didelis{0}}pralaidumas ir be trikdžių{1}}palydovų, jutiklių ir lazerinių sistemų veikimas.
8. Ar optinio pluošto kaina-efektyvi, palyginti su tradiciniais kabeliais?
Nors diegimo sąnaudos didesnės, ilgalaikės{0}}naudos, tokios kaip ilgaamžiškumas, pralaidumas ir efektyvumas, sumažina bendras išlaidas.
