Optična vlakna so sestavljena iz snopa tankih steklenih ali plastičnih pramenov. To je prevlečeno ali obdano z materialom, ki omogoča, da svetloba prehaja skozi vlakna, ne da bi ušla ob straneh. Signali lahko prehajajo skozi njih z zelo visoko hitrostjo od točke izvora do cilja z minimalno izgubo kakovosti ali podatkov. Podjetja uporabljajo optična vlakna za prenos internetnih podatkov, zvočnih informacij za telefone in slik za televizijske ali medicinske kamere.
Osnovna funkcija
Koncept optičnih vlaken je dokaj preprost. Uporabnik prenaša signal kot svetlobo, pogosto v obliki laserskega žarka, skozi dolžino tankih pramenov stekla ali plastike. Optično vlakno deluje kot medij, skozi katerega prehaja svetloba, medtem ko prevleka na zunanji strani vsakega pramena ohranja svetlobo ujeto znotraj vlakna. Ljudje lahko pošiljajo skoraj vse vrste digitalnih podatkov prek optičnih vlaken, čeprav bo morda potrebna pretvorba za nekatere signale.
Telekomunikacijske aplikacije
Telefonski in internetni signali se pogosto prenašajo prek optičnih vlaken. Podjetja preprosto pretvorijo telefonske zvočne signale v digitalne informacije, ki jih je mogoče nato poslati kot prenos svetlobe skozi vlakna. Številne storitve pretvorijo podatke v binarni signal enic in nič, ki jih posredujejo prek svetlobnih impulzov. Ko telefon ali druga naprava prejme signal, ga pretvori nazaj v zvočne informacije, ki jih posluša poslušalec na drugi strani. Internetni ponudniki prenašajo podatke na skoraj enak način, pri čemer računalniki pretvarjajo digitalne signale v vidne ali slušne izhode.
Uporaba v medicini
Leta 1930 je nemški študent po imenu Heinrich Lamm pokazal, kako je mogoče uporabiti optična vlakna za pregled notranjih delov telesa. Ker pa so bile slike nejasne, ni prejel patenta za svoj izum. Zaradi dodatnega razvoja so optična vlakna idealna za kamere in druge naprave, ki jih uporabljajo zdravstveni delavci za ogled notranjih organov pacienta. Ker so majhni in prilagodljivi, lahko pogosto dosežejo področja, ki jih sicer ni mogoče videti brez operacije.
Zgodovina
Alexander Graham Bell je leta 1880 pokazal, kako je mogoče uporabiti svetlobo za prenos zvokov iz enega območja v drugega. Nekaj desetletij pozneje so bili razviti prvi sklopi kablov v snopu, čeprav jih takrat še niso imenovali »optična vlakna«. Leta 1956 je Narinder Kapany skoval izraz, potem ko je združil nekaj steklenih palic. Nato je pokazal, da lahko te palice oddajajo svetlobo, ne da bi na kateri koli točki puščale, če so bile zavite ali prevlečene s temnim materialom.
Do leta 1960 je dr. Charles Kao spoznal potencial optičnih vlaken. Predlagal je, da bi jih lahko uporabili za hitro in jasno komunikacijo. V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja je podjetje Corning® Glass ustvarilo prvo optično vlakno, izdelano v celoti iz tankih steklenih pramenov. To je pripeljalo do tega, da je Bell Telephone uporabil ta vlakna za izdelavo telefonskih kablov, ki bi lahko prenašali kristalno čiste pogovore z ene strani ZDA na drugo.