Conoscenze relative alla fibra ottica

Le fibre ottiche sono realizzate in vetro o plastica. La maggior parte ha il diametro di un capello umano e può essere lunga molti chilometri. La luce viaggia lungo il centro della fibra da un'estremità all'altra e può essere applicato un segnale. I sistemi in fibra ottica sono superiori ai conduttori metallici in molte applicazioni. Il loro più grande vantaggio è la larghezza di banda. A causa della lunghezza d'onda della luce, è possibile trasmettere segnali contenenti più informazioni rispetto ai conduttori metallici (anche coassiali). Altri vantaggi includono:

Isolamento elettrico: la fibra ottica non richiede un collegamento a terra. Il trasmettitore e il ricevitore sono isolati l'uno dall'altro, quindi non ci sono problemi di loop di terra. Inoltre non vi è alcun rischio di scintille o scosse elettriche.

Immune alle interferenze elettromagnetiche: le fibre ottiche non sono influenzate dalle interferenze elettromagnetiche (EMI) e non emettono radiazioni che causano altre interferenze.

Basso consumo energetico: ciò consente cavi più lunghi e meno amplificatori ripetitori.

Più leggere e più piccole: le fibre ottiche pesano meno e richiedono meno spazio rispetto ai conduttori metallici con capacità di trasporto del segnale equivalente.

Il filo di rame è circa 13 volte più pesante. Le fibre ottiche sono anche più facili da installare e richiedono meno spazio nel condotto.

Applicazioni

Alcuni dei principali ambiti applicativi della fibra ottica sono:

Comunicazioni: la trasmissione di voce, dati e video sono gli usi più comuni della fibra ottica, tra cui:

– Telecomunicazioni

– Reti locali (LAN)

– Sistemi di controllo industriale

– Sistemi avionici Sistemi di comando, controllo e comunicazione militare

Rilevamento: le fibre ottiche possono essere utilizzate per trasmettere la luce da una sorgente remota a un rilevatore per ottenere informazioni su pressione, temperatura o spettri. Le fibre ottiche possono anche essere utilizzate direttamente come sensori per misurare molti effetti ambientali come deformazione, pressione, resistenza e pH. I cambiamenti ambientali influenzano l'intensità, la fase e/o la polarizzazione della luce in modi che possono essere rilevati all'altra estremità della fibra.

Trasmissione di potenza – Le fibre ottiche possono fornire potenze molto elevate per attività quali taglio laser, saldatura, marcatura e foratura.

Illuminazione – Un fascio di fibre ottiche riunite con una sorgente luminosa a un'estremità può illuminare aree difficili da raggiungere, ad esempio, all'interno del corpo umano in combinazione con un endoscopio. Inoltre, possono essere utilizzati come insegne espositive o semplicemente come illuminazione decorativa.

La fibra ottica è costituita da tre componenti concentrici di base: nucleo, rivestimento e rivestimento esterno

Il nucleo è solitamente realizzato in vetro o plastica, ma a volte vengono utilizzati altri materiali a seconda dello spettro di trasmissione desiderato. Il nucleo è la parte della fibra che trasmette la luce. Il rivestimento è solitamente costituito dallo stesso materiale del nucleo, ma con un indice di rifrazione leggermente inferiore (solitamente inferiore di circa l'1%). Questa differenza nell'indice di rifrazione provoca una riflessione interna totale ai limiti dell'indice di rifrazione lungo la lunghezza della fibra, consentendo alla luce di viaggiare lungo la fibra senza fuoriuscire attraverso le pareti laterali.

Il rivestimento comprende solitamente uno o più strati di materiale plastico per proteggere la fibra dall'ambiente fisico. A volte al rivestimento viene aggiunta una guaina metallica per fornire ulteriore protezione fisica.

Le fibre ottiche sono solitamente specificate dalle loro dimensioni, come il diametro esterno del nucleo, del rivestimento e del rivestimento. Ad esempio, 62,5/125/250 si riferisce a una fibra con un nucleo di 62,5 micron di diametro, un rivestimento di 125 micron di diametro e un rivestimento esterno di 0,25 mm di diametro.