Kuituoptiikka koostuu nippusta ohuita lasi- tai muovisäikeitä. Tämä on päällystetty tai ympäröity materiaalilla, joka päästää valon kuitujen läpi karkaamatta sivuilta. Signaalit voivat kulkea niiden läpi erittäin suurilla nopeuksilla lähtöpisteestä määränpäähän, jolloin laatu tai tiedot menetetään mahdollisimman vähän. Yritykset käyttävät kuituoptiikkaa Internet-tietojen, puhelintietojen ja televisio- tai lääketieteellisten kameroiden kuvien siirtämiseen.
Perustoiminto
Kuituoptiikan konsepti on melko yksinkertainen. Käyttäjä lähettää signaalin valona, usein lasersäteen muodossa, ohuiden lasi- tai muovisäikeiden läpi. Optinen kuitu toimii väliaineena, jonka läpi valo kulkee, kun taas jokaisen säikeen ulkopuolella oleva pinnoite pitää valon loukussa kuidun sisällä. Ihmiset voivat lähettää melkein mitä tahansa digitaalista dataa kuituoptiikan kautta, vaikka joidenkin signaalien muuntaminen voi olla tarpeen.
Tietoliikennesovellukset
Puhelimet ja Internet-signaalit lähetetään usein kuituoptiikan kautta. Yritykset yksinkertaisesti muuttavat puhelimen äänisignaalit digitaaliseksi informaatioksi, joka voidaan sitten lähettää valonläpäisyinä kuitujen läpi. Monet palvelut muuntavat datan binäärisignaaliksi ykkösiä ja nollia, joita ne välittävät valopulssien kautta. Kun puhelin tai muu laite vastaanottaa signaalin, se muuntaa sen takaisin äänitiedoksi, jonka toisessa päässä oleva kuuntelija kuulee. Internet -palveluntarjoajat lähettävät tietoja suunnilleen samalla tavalla, kun tietokoneet muuttavat digitaaliset signaalit näkyväksi tai kuuloiseksi ulostuloksi.
Käyttö lääketieteessä
Vuonna 1930 saksalainen opiskelija nimeltä Heinrich Lamm esitti kuinka kuituoptiikkaa voitaisiin käyttää kehon sisäosien tutkimiseen. Koska kuvat olivat epäselviä, hän ei kuitenkaan saanut keksintöönsä patenttia. Lisäkehityksen ansiosta optiset kuidut ovat ihanteellisia kameroille ja muille laitteille, joita lääketieteen ammattilaiset käyttävät potilaan sisäelinten tarkastelemiseen. Koska ne ovat pieniä ja joustavia, ne voivat usein päästä alueille, joita muutoin olisi mahdotonta nähdä ilman leikkausta.
Historia
Alexander Graham Bell, vuonna 1880, osoitti, kuinka valoa voitaisiin käyttää äänien siirtämiseen alueelta toiselle. Muutamaa vuosikymmentä myöhemmin kehitettiin ensimmäiset niputetut kaapelit, vaikka niitä ei tuolloin kutsuttu “kuituoptiikoiksi”. Vuonna 1956 Narinder Kapany loi termin niputettuaan yhteen muutamia lasitankoja. Sitten hän osoitti, että nämä tangot voivat heijastaa valoa vuotamatta missään vaiheessa, kunhan ne on kääritty tai päällystetty tummalla materiaalilla.
Vuoteen 1960 mennessä tohtori Charles Kao ymmärsi kuituoptiikan mahdollisuudet. Hän ehdotti, että niitä voitaisiin käyttää nopeaan ja selkeään viestintään. 1970 -luvulla Corning® Glass -niminen yritys loi ensimmäisen optisen kuidun, joka oli valmistettu kokonaan ohuista lasisäikeistä. Tämä johti siihen, että Bell Telephone käytti näitä kuituja puhelinkaapeleiden valmistamiseen, jotka voisivat lähettää kristallinkirkkaita keskusteluja Yhdysvaltojen toiselta puolelta toiselle.