Волоконна оптика Національний університет Львівська політехніка Кафедра фотоніки
Що таке волоконна оптика? Волоконна оптика це область оптики, яка виникла у 50-их рр. XX ст. і займається вивченням властивостей і застосуванням волоконних світловодів, які називають оптичними волокнами. Оптичне волокно у найпростішому випадку являє собою тонку прозору скляну нитку, по якій можуть передаватися світлові хвилі за рахунок явища повного внутрішнього відбивання.
Де використовується волоконна оптика? Основними застосуваннями волоконної оптики на сьогоднішній день є: волоконно-оптичний зв'язок; системи передачі зображення; волоконно-оптичні сенсори; системи освітлення.
Волоконно-оптичний зв'язок Основною областю застосування волоконної оптики з часу її появи є системи зв'язку. Більше мільйона теле- фонних розмов сьогодні можна одночасно передавати по одному єдиному оптичному волокну. Без волоконної оптики не було б всесвітньої мережі Інтернет. В недалекому майбутньому до кожного будин- ку і до кожної квартири буде підведено окреме оптичне волокно, яке доставить до споживача кабельне телеба- чення, телефонний звязок, швидкісний Інтернет. Вже сьогодні ряд телекомунікаційних компаній пропонує швидкісний Інтернет у містах з використанням технології волокно в дім і це тільки початок. Уявіть, що буде через декілька років.
Чому саме волоконна оптика в системах зв'язку? Волоконна оптика на сьогодні є найдосконалішим середовищем для передачі інформації як у системах зв'язку на довгі дистанції, так і в локальних системах передачі даних. Це пояснюється тим, що оптичні волок- на за своїми характеристиками набагато перевершують електричні кабелі. На відміну від мідних проводів, які передають електричні сигнали, оптичне волокно є діелектриком і передає тільки оптичний сигнал. З цього й випливають основні переваги оптичних волокон: широка смуга пропускання; малі втрати при передачі; нечутливість до ЕМЗ; мала маса; малий розмір; безпека; секретність.
Системи передачі зображення Одним із перших застосувань волоконної оптики було передавання зображення. Основна мета полягала в тому, щоб подивитися всередину людини без хірургічного втручання. У наш час для такої мети широко використовують відомі ендоскопи, з допомогою яких лікар розглядає шлунок людини. Основним елемен- том такого пристрою є волоконно- оптичний джгут (зв'язка впорядко- ваних оптичних волокон), який передає зображення з одного кінця на інший.
Волоконно-оптичні сенсори Сучасні волоконно-оптичні сенсори дозволяють вимірювати майже все, наприклад: температуру, тиск, зміщен- ня, положення в просторі, швидкість обертання, швидкість лінійного перемі- щення, прискорення, коливання, масу, рівень рідини, деформації, електричне і магнітне поле, електричний струм, кон- центрацію газу, дозу радіаційного опро- мінення та ін. На відміну від електрич- них сенсорів, які є активними пристро- ями, волоконно-оптичні сенсори є па- сивними пристроями, з чого й випли- вають їх основні переваги.
Системи освітлення Для систем освітлення використовують як правило оптичні волокна великих діаметрів, а також джгути з невпорядкованими волокнами. Такі системи можуть використовуватись, наприклад, в автомобілях для підсвічування різних приладів розміщених на передній панелі, а також там, де необхідно освітити важко- доступні місця. Крім того, волоконне освітлення широ- ко використовується у декоративних цілях (рекламні вивіски, штучні ялинки, вироби мистецтва).