Sân chơi

Sợi quang
( Optical fiber )
Sợi Quang

Năm 1952 nhà vật lí Narinder Singh Kapany , dựa trên nghiên cứu của nhà vật lí người Anh John Tyndall về truyền ánh sáng bên trong vật liệu truyền dẫn cong , có thể kết luận trong thử nghiệm của ông rằng Diod quang ( LED ) được phát minh truyền ánh sáng trong sợi quang . Sợi quang là vật liệu truyền dẫn trung gian tuyệt vời để sử dụng trong hệ thống yêu cầu dải thông cao : hệ thống Telephone , Videoconference , LAN ....
Sự ra đời của sợi quang…
Ánh sáng được dùng trong sợi quang gần với tia hồng ngoại . Trên thực tế sợi quang có thể dùng cho ánh sáng với bước sóng khác nhau . ITU  (International Telecommunication Union ) phân biệt những bước sóng khác nhau có thể sử dụng trong sợi quang thnàh những "bands" . Ví dụ sợi quang hoạt động trong O Band có bước sóng từ 1260 nm đến 1360 nm
Sợi quang là gì ???
Sợi quang là những dây nhỏ và dẻo truyền các ánh sáng nhìn thấy được và các tia hồng ngoại. Chúng có lõi ở giữa và có phần bao bọc xung quanh lõi. Để ánh sáng có thể phản xạ một cách hoàn toàn trong lõi thì chiết suất của lõi lớn hơn chiết suất của áo một chút.
Lõi và áo được làm bằng thuỷ tinh hay chất dẻo (Silica), chất dẻo, kim loại, fluor, sợi quang kết tinh).Vỏ bọc ở phía ngoài áo bảo vệ sợi quang khỏi bị ẩm và ăn mòn, đồng thời chống xuyên âm với các sợi đi bên cạnh và làm cho sợi quang dễ xử lý. Để bọc ngoài ta dùng các nguyên liệu mềm và độ tổn thất năng lượng quang lớn.
Bên trong sợi quang
Nguyên lý cơ bản trong sợi quang là hiện tượng vật lí gọi là phản xạ lại ánh sáng toàn phần . Trong quy định để có phản xạ ánh sáng toàn phần là ánh sáng xuất phát có góc triết quang trung bình ( khúc xạ ) - bằng hoặc lớn hơn góc giới hạn ( gọi là góc Brewster ) .
Câu trúc bên trong của sợi quang
Lõi - Core : lõi được làm bằng những sợi nhỏ mỏng thuỷ tinh hoặc nhựa , đo bằng micra, ở đó ánh sáng được truyền qua . đường kính của lõi càng lớn thì càng có nhiều ánh sáng được truyền dẫn .
Lớp sơn phủ - Clađing : lớp này ngay sát lõi có chỉ số khúc xạ thấp hơn chỉ số khúc xạ của lõi .
Đệm nhựa : lớp này để bảo vệ sợi quang từ những tác động va đập và độ cong quá mức .
Sợi chống va đập mang tính chất cơ khí
Vỏ ngoài : vỏ ngoài phủ lên sợi quang.
Đúng như tên của nó , sợi quang dùng ánh sáng để truyền dữ liệu . Ở một đầu cable là LED (Light Emitting Diode) hoặc Laser bán dẫn làm nguồn sáng .
Sợi quang không dẫn điện , như vậy những vấn đề liên quan đến dòng điện không bị ảnh hưởng . Như điện thế dòng điện giữa những thiết bị hoặc những vấn đề liên quan đến ánh sáng .
Sợi quang hoàn toàn không chịu tác động của trường điện từ , có nghĩa là dữ liệu không bị hỏng trong quá trình truyền dẫn .
Có hai kiểu sợi quang : Multimode và Singlemode ( hoặc gọi là Monomode ) . Những kiểu này đại diện cho kiểu ánh sáng được truyền bên trong sợi lõi .
Lõi nhỏ (8 mocron hay nhỏ hơn), hệ số thay đổi khúc xạ thay đổi từ lõi ra cladding ít hơn multimode
Các tia truyền theo phương song song trục.
Xung nhận được hội tụ tốt, ít méo dạng.
(c) Sợi đơn mode, (d) Sợi lõi thuỷ tinh, vỏ pha tạp Flo
Phân loại Cáp quang
Mode đơn
(Single mode)
Ứng dụng Mode đơn
Dùng cho khoảng cách xa hàng nghìn km, phổ biến trong các mạng điện thoại, mạng truyền hình cáp.
Multimode (đa mode)
Multimode stepped index (chiết xuất bước): Lõi lớn (100 micron), các tia tạo xung ánh sáng có thể đi theo nhiều đường khác nhau trong lõi: thẳng, zig-zag… tại điểm đến sẽ nhận các chùm tia riêng lẻ, vì vậy xung dễ bị méo dạng.
Step index: dùng cho khoảng cách ngắn, phổ biến trong các đèn soi trong
Multimode (đa mode)
Multimode graded index (chiết xuất liên tục): Lõi có chỉ số khúc xạ giảm dần từ trong ra ngoài cladding. Các tia gần trục truyền chậm hơn các tia gần cladding. Các tia theo đường cong thay vì zig-zag. Các chùm tia tại điểm hội tụ, vì vậy xung ít bị méo dạng.
Graded index: thường dùng trong các mạng LAN