27 Μαΐου 2012

Οπτικές ίνες, ιδιότητες χρησιμότητα και εφαρμογές



Οι οπτικές ίνες ανακαλύφθηκαν το 1966 από τους επιστήμονες, Charles Kao και George Hockham, για λογαριασμό της Βρετανικής εταιρείας Standard Telecommunication. Σκοπός της εύρευνας ήταν να βρεθεί ένα διαφορετικό υλικό που θα αντικαταστήσει τον χαλκό που χρησιμοποιείται κατά κόρον για την κατασκευή πάσης φύσεως αγωγών επικοινωνίας. Ο χαλκός παράγεται σε λίγες μόνο χώρες του κόσμου.

Έτσι κάποιες xώρες είναι εξαρτημένες από αυτές που τον παράγουν, βέβαια ο λόγος δεν ήταν μόνο αυτός, το γεγονός ότι με τον κλασικό τρόπο επικοινωνίας των χάλκινων καλωδίων, οι υποκλοπές, οι παρεμβολές, αλλά και ο θόρυβος στο σήμα μετάδοσης ήταν ένας δεύτερος, υπήρξε όμως και ένας ακόμη, η δυνατότητα που θα παρείχε μία νέα τεχνολογία ώστε να υπάρχει δυνατότητα συμπύκνωσης και μεταφοράς των δεδομένων με απλά λόγια, η δυνατότητα μεταφοράς όσο το δυνατόν μεγαλυτέρου όγκου δεδομένων. Η κύρια πρώτη ύλη για την παραγωγή οπτικών ινών είναι το γυαλί. Στην Ελλάδα υπάρχουν εργοστάσια παραγωγής οπτικών ινών, επεξεργασίας του διοξειδίου του πυριτίου, που χρησιμοποιούν ως πρώτη ύλη την άμμο.

Τι είναι όμως η οπτική ίνα; Η οπτική ίνα είναι ένα είδος καλωδίου, ένας πολύ μικρός εύκαμπος κυλινδικός σωλήνας που είναι κατασκευασμένος από ειδικό γυαλί πολύ υψηλής καθαρότητος με μεγάλη εσωτερική ανακλαστικότητα και με πολύ μικρή απορρόφηση, έτσι ώστε να έχει τη δυνατότητα να μεταφέρει ψηφιακά πληροφορίες σε πολύ μεγάλες αποστάσεις. Αυτός ο γυάλινος σωλήνας επικαλύπτεται με ειδικό υλικό ώστε να μην μπορεί να σπάσει και τοποθετείται μετά μέσα σε πλαστικό περίβλημα έτσι ώστε να μοιάζει με ένα συνηθισμένο καλώδιο. Πώς όμως καταφέρνει το φως να φτάσει από τη μια άκρη της οπτικής ίνας στην άλλη χωρίς σχεδόν καμία απώλεια στη διαδρομή;

Το φως όταν διαχέεται μέσα στο γυάλινο σωλήνα, ανακλάται πάνω στα εσωτερικά του τοιχώματα και αλλάζει διεύθυνση, στη συνέχεια φτάνει στο απέναντι τοίχωμα, όπου ανακλάται ξανά. Αυτό συμβαίνει επανειλημμένα, μέχρι να φτάσει το φως στο τέλος του γυάλινου σωλήνα. Τό πόσο μακρυά μπορεί να φτάσει το φώς μέσα στην οπτική είναι αυτό εξαρτάται από αρκετούς παράγοντες που εστιάζονται κυρίως : Στην ποιότητα της οπτικής ίνας και το ποσοστό απορρόφησης που υφίσταται το φώς λόγω των ξένων προσμείξεων που υπάρχουν στο γυαλί. Στο φαινόμενο της σκέδασης, (το φως διεισδύει στο μανδύα και διασκορπίζεται). Στην κακή κατασκευή του αγωγού Στην μεγάλη καμπή που μπορεί να έχει η οπτική ίνα.

Με την βοήθεια των οπτικών ινών μπορούμε να εξαναγκάσουμε μια φωτεινή δέσμη να ακολουθήσει όποια διαδρομή επιθυμούμε και την κατευθύνουμε σε όποιο σημείο θέλουμε. Ας δούμε τώρα τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των οπτικών ινών σε σχέση με τις κλασικές καλωδιώσεις χαλκού. Πλεονεκτήματα Οπτικών Ινών Μπορούμε να μεταφέρουμε παράλληλα πολύ μεγαλύτερο όγκο δεδομένων σε σχέση με το χάλκινα καλώδια. Η μεταφορά των δεδομένων γίνεται γρηγορότερα. Τα δεδομένα μέσα στις οπτικές ίνες είναι λιγότερο ευάλωτα σε παρεμβολές και υποκλοπές. Είναι πολύ πιο λεπτές και ελαφρύτερες από τα χάλκινα καλώδια. Τα δεδομένα μεταφέρονται ψηφιακά. Έχουν πολύ μικρές απώλειες.

Στα μειονεκτήματά των οπτικών ινών μπορούμε να καταλογίσουμε ότι στοιχίζουν ακριβότερα, παρουσιάζουν μεγαλύτερη δυσκολία στην εγκατάστασή τους, είναι πιο εύθραυστες, και διαθέτουν μικρότερη ευλυγισία απ΄ότι τα χάλκινα καλώδια, κάτι που θα πρέπει να προσέχουμε γιατί αλλιώς θα έχουμε απώλειες. Η κυριότερη χρησιμότητα των οπτικών ινών βρίσκεται στον τομέα των τηλεπικοινωνιών και αποτελεί σήμερα πια μονόδρομο για ποιοτικές, γρήγορες, και καθαρές επικοινωνίες, έτσι χρησιμοποιείται στην τηλεφωνία, όπου μας δίνεται η δυνατότητα να μεταφέρουμε ταυτόχρονα και χωρίς παρεμβολές, χιλιάδες τηλεφωνήματα, εκπομπές τηλεοπτικών καναλιών και γενικά όπου απαιτείται υψηλός όγκος μεταφοράς ψηφιακής πληροφορίας.

Ακόμη οι οπτικές ίνες χρησιμοποιούνται για την μεταφορά δεδομένων σε σύγχρονα επιστημονικά όργανα και κατασκευές όπως συσκευές ανίχνευσης, πίεσης, θερμοκρασίας καθώς και για την μέτρηση διαφόρων επιστημονικών μεγεθών. Η χρήση των οπτικών ινών είναι μία τεχνολογία που αναπτύσσεται και επεκτείνεται παγκοσμίως με μεγάλους ρυθμούς και εκτός των κλασικών εφαρμογών της στις τηλεπικοινωνίες, βρίσκει το τελευταίο διάστημα εφαρμογή και σε άλλα πεδία όπως είναι η διακόσμηση οι φωτεινές επιγραφές αλλά και τα παιχνίδια.



Δεν υπάρχουν σχόλια:
Write σχόλια