ความรู้เกี่ยวกับใยแก้วนำแสง

ใยแก้วนำแสงทำจากแก้วหรือพลาสติก ส่วนใหญ่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณเส้นผมของมนุษย์ และมีความยาวได้หลายไมล์ แสงเดินทางไปตามจุดศูนย์กลางของเส้นใยจากปลายด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่ง และส่งสัญญาณได้ ระบบไฟเบอร์ออปติกมีความเหนือกว่าตัวนำโลหะในการใช้งานหลายอย่าง ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของพวกเขาคือแบนด์วิธ เนื่องจากความยาวคลื่นของแสง สัญญาณที่มีข้อมูลมากกว่าจึงสามารถส่งสัญญาณได้มากกว่าตัวนำโลหะ (แม้แต่ตัวนำโคแอกเซียล) ข้อดีอื่นๆ ได้แก่:

การแยกไฟฟ้า - ไฟเบอร์ออปติกไม่จำเป็นต้องต่อสายดิน ตัวส่งและตัวรับแยกจากกัน ดังนั้นจึงไม่มีปัญหากราวด์กราวด์ นอกจากนี้ยังไม่เสี่ยงต่อการเกิดประกายไฟหรือไฟฟ้าช็อตอีกด้วย

ภูมิคุ้มกันต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า - ไฟเบอร์ออปติกไม่ได้รับผลกระทบจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) และไม่ปล่อยรังสีออกมาเองเพื่อทำให้เกิดการรบกวนอื่นๆ

การใช้พลังงานต่ำ - ช่วยให้เดินสายเคเบิลได้นานขึ้นและมีแอมพลิฟายเออร์ทวนสัญญาณน้อยลง

เบากว่าและเล็กกว่า - ไฟเบอร์ออปติกมีน้ำหนักน้อยกว่าและต้องการพื้นที่น้อยกว่าตัวนำโลหะที่มีความสามารถในการรองรับสัญญาณเท่ากัน

ลวดทองแดงมีน้ำหนักมากกว่าประมาณ 13 เท่า ไฟเบอร์ออปติกยังติดตั้งได้ง่ายกว่าและต้องการพื้นที่ท่อน้อยกว่า

การใช้งาน

ขอบเขตการใช้งานหลักบางส่วนสำหรับใยแก้วนำแสงคือ:

การสื่อสาร – การส่งสัญญาณเสียง ข้อมูล และวิดีโอเป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดสำหรับใยแก้วนำแสง ได้แก่:

– โทรคมนาคม

– เครือข่ายท้องถิ่น (LAN)

– ระบบควบคุมอุตสาหกรรม

– ระบบ Avionics ระบบสั่งการ การควบคุม และการสื่อสารทางทหาร

การตรวจจับ – ใยแก้วนำแสงสามารถใช้เพื่อส่งแสงจากแหล่งกำเนิดระยะไกลไปยังเครื่องตรวจจับเพื่อรับข้อมูลความดัน อุณหภูมิ หรือสเปกตรัม ใยแก้วนำแสงยังสามารถใช้เป็นเซ็นเซอร์โดยตรงเพื่อวัดผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมหลายอย่าง เช่น ความเครียด ความดัน ความต้านทาน และ pH การเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมส่งผลต่อความเข้มของแสง เฟส และ/หรือโพลาไรเซชันในลักษณะที่สามารถตรวจจับได้ที่ปลายอีกด้านของเส้นใย

ระบบส่งกำลัง – ใยแก้วนำแสงสามารถส่งกำลังที่สูงมากสำหรับงานต่างๆ เช่น การตัดด้วยเลเซอร์ การเชื่อม การมาร์ก และการเจาะ

การส่องสว่าง – กลุ่มเส้นใยนำแสงที่นำมารวมกันโดยมีแหล่งกำเนิดแสงที่ปลายด้านหนึ่งสามารถส่องสว่างบริเวณที่เข้าถึงยาก เช่น ภายในร่างกายมนุษย์ร่วมกับกล้องเอนโดสโคป นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นป้ายแสดงหรือใช้เป็นไฟตกแต่งได้อีกด้วย

ใยแก้วนำแสงประกอบด้วยส่วนประกอบพื้นฐานสามส่วน: แกน การหุ้ม และการเคลือบด้านนอก

แกนกลางมักทำจากแก้วหรือพลาสติก แต่บางครั้งอาจใช้วัสดุอื่นๆ ขึ้นอยู่กับสเปกตรัมการส่งผ่านที่ต้องการ แกนกลางเป็นส่วนที่ส่งผ่านแสงของเส้นใย โดยทั่วไปการหุ้มจะทำจากวัสดุเดียวกับแกน แต่มีดัชนีการหักเหของแสงต่ำกว่าเล็กน้อย (โดยปกติจะต่ำกว่าประมาณ 1%) ความแตกต่างของดัชนีการหักเหของแสงนี้ทำให้เกิดการสะท้อนภายในทั้งหมดที่ขอบเขตของดัชนีการหักเหของแสงตลอดความยาวของเส้นใย ทำให้แสงเดินทางลงมาตามเส้นใยได้โดยไม่ต้องลอดผ่านผนังด้านข้าง

การเคลือบมักจะประกอบด้วยวัสดุพลาสติกหนึ่งชั้นขึ้นไปเพื่อปกป้องเส้นใยจากสภาพแวดล้อมทางกายภาพ บางครั้งมีการเติมแจ็คเก็ตโลหะลงในสารเคลือบเพื่อให้การปกป้องทางกายภาพเพิ่มเติม

ใยแก้วนำแสงมักจะระบุตามขนาด เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของแกน การหุ้ม และการเคลือบ ตัวอย่างเช่น 62.5/125/250 หมายถึงเส้นใยที่มีแกนเส้นผ่านศูนย์กลาง 62.5 ไมครอน การหุ้มที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 125 ไมครอน และการเคลือบด้านนอกเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.25 มม.