Kiến thức liên quan đến sợi quang

Sợi quang được làm bằng thủy tinh hoặc nhựa. Hầu hết chúng có đường kính bằng sợi tóc người và có thể dài nhiều dặm. Ánh sáng truyền dọc theo tâm sợi từ đầu này sang đầu kia và tín hiệu có thể được truyền vào. Hệ thống cáp quang vượt trội hơn dây dẫn kim loại trong nhiều ứng dụng. Ưu điểm lớn nhất của họ là băng thông. Do bước sóng của ánh sáng nên tín hiệu chứa nhiều thông tin có thể được truyền đi hơn dây dẫn kim loại (thậm chí cả dây dẫn đồng trục). Các ưu điểm khác bao gồm:

Cách ly điện - Cáp quang không cần nối đất. Bộ phát và bộ thu được cách ly với nhau nên không có vấn đề gì về vòng nối đất. Ngoài ra, không có nguy cơ xảy ra tia lửa hoặc điện giật.

Miễn nhiễm với nhiễu điện từ - Sợi quang không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ (EMI) và chúng không tự phát ra bức xạ để gây nhiễu khác.

Tiêu thụ điện năng thấp - Điều này cho phép chạy cáp dài hơn và ít bộ khuếch đại lặp lại hơn.

Nhẹ hơn và nhỏ hơn - Sợi quang có trọng lượng nhẹ hơn và cần ít không gian hơn so với dây dẫn kim loại có khả năng truyền tín hiệu tương đương.

Dây đồng nặng hơn khoảng 13 lần. Cáp quang cũng dễ lắp đặt hơn và yêu cầu ít không gian ống dẫn hơn.

Ứng dụng

Một số lĩnh vực ứng dụng chính của cáp quang là:

Truyền thông - Truyền giọng nói, dữ liệu và video là những ứng dụng phổ biến nhất của cáp quang, bao gồm:

– Viễn thông

– Mạng cục bộ (LAN)

– Hệ thống điều khiển công nghiệp

– Hệ thống điện tử hàng không Hệ thống chỉ huy, điều khiển và liên lạc quân sự

Cảm biến - Sợi quang có thể được sử dụng để truyền ánh sáng từ nguồn ở xa đến máy dò để thu được thông tin về áp suất, nhiệt độ hoặc quang phổ. Sợi quang cũng có thể được sử dụng trực tiếp làm cảm biến để đo nhiều tác động của môi trường như độ căng, áp suất, điện trở và độ pH. Những thay đổi về môi trường ảnh hưởng đến cường độ ánh sáng, pha và/hoặc độ phân cực theo những cách có thể được phát hiện ở đầu kia của sợi.

Truyền tải điện - Sợi quang có thể cung cấp công suất rất cao cho các nhiệm vụ như cắt laser, hàn, đánh dấu và khoan.

Chiếu sáng – Một bó sợi quang được kết hợp với nguồn sáng ở một đầu có thể chiếu sáng những khu vực khó tiếp cận, chẳng hạn như bên trong cơ thể con người kết hợp với ống nội soi. Ngoài ra, chúng có thể được sử dụng làm bảng hiệu trưng bày hoặc đơn giản là đèn trang trí.

Sợi quang bao gồm ba thành phần đồng tâm cơ bản: lõi, lớp bọc và lớp phủ bên ngoài

Lõi thường được làm bằng thủy tinh hoặc nhựa, nhưng đôi khi các vật liệu khác cũng được sử dụng tùy thuộc vào phổ truyền mong muốn. Lõi là phần truyền ánh sáng của sợi. Lớp bọc thường được làm bằng vật liệu giống như lõi, nhưng có chiết suất thấp hơn một chút (thường thấp hơn khoảng 1%). Sự khác biệt về chiết suất này gây ra sự phản xạ toàn phần tại các ranh giới chiết suất dọc theo chiều dài của sợi, cho phép ánh sáng truyền xuống sợi mà không thoát ra ngoài qua các vách bên.

Lớp phủ thường bao gồm một hoặc nhiều lớp vật liệu nhựa để bảo vệ sợi khỏi môi trường vật lý. Đôi khi một lớp áo khoác kim loại được thêm vào lớp phủ để tăng cường khả năng bảo vệ vật lý.

Sợi quang thường được xác định theo kích thước của chúng, chẳng hạn như đường kính ngoài của lõi, lớp bọc và lớp phủ. Ví dụ: 62,5/125/250 dùng để chỉ sợi có lõi đường kính 62,5 micron, lớp bọc có đường kính 125 micron và lớp phủ ngoài có đường kính 0,25 mm.