Światłowody –medium transmisyjne stanowiące czyste szklane włókno kwarcowe otoczone nieprzeźroczystym płaszczem wokół centralnie położonego rdzenia.

Głównym zadaniem światłowodów jest przesyłanie informacji, optyczny na elektryczny i odwrotnie żeby odczytać.

Prawo załamania światła

-wspołczynnik załamania światła $\frac{\text{sinα}}{\text{sinβ}} = \frac{\gamma 1}{\gamma 2} = u_{21}$

-zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia ( taki kąt że światło będzie poruszało się na granicy dwóch ośrodków)

Schemat systemu światłowodowego

Sygnał optycznyFala elektromagnetyczna wchodzi do światłowodu(następuje zjawisko całkowitego wewnętrzne odbicia; nie wychodzi z światłowodu)Fala elektromagnetyczna sygnał optyczny

Schemat włókna światłowodowego

-rdzeń jest ośrodkiem w którym biegnie światło; najczęściej wykonanany z domieszkowanego szkła, zapewniające dobre właściwości przewodzące, wyższy współczynnik załamania

-płaszcz światłowodu zrobiony jest z czystego szkła ( SiO₂)

-różnica współczynników załamania pozwala światłu poruszać się z rdzeniu

-granica rdzeń-płaszcz działa jak lustro nie pozwalając wydostać światłu poza rdzeń

-włókna światłowodowe działa zatem na zasadzie całkowitego odbicia wewnątrz rdzenia

Straty przy odbiciu widoczne są dopiero na kilometrowych odcinkach.

Apertura numeryczna- określa zdolność włókna do absorpcji światła i jest określana dla danego wymiaru rdzenia włókna. Generalnie im większa średnica rdzenia tym większa apertura numeryczna i tym łatwiej podłączyć źródło światła do światłowodu.

Na =nsinα

Gdzie n- współczynnik załamania światła

Podstawowe cechy transmisji światłowodowej

- szybkość transmisji nośnikiem informacji jest światło, fala elektromagnetyczna o częstotliwości 3x10^4 Hz. Pojemność kanału transmisji można zwiększyć przesyłając jednym światłowodem fale o różnych „kolorach”

Zasięg transmisji bardzo małe tłumienie szkła krzmiankowego i całkowite wewnętrzne odbicie na granicy rdzenia umożliwiają transmisję bez znaczącej straty na znaczne odległości

Mody światłowodu wobec właściwości światłowodu w tym pojęciu modu można wyjaśnić tylko uwzględnić fakt że światło to fala elektromagnetyczna …

Tłumienie światłowodu

Logarytm z mocy sygnału na wyjściu do mocy sygnału na wejściu

Podstawowa klasyfikacja światłowodu

-strukturę włókniste i planarny

-charakterystyka modowe jedno i wielodomowe (pod różnym kątem może wchodzić światło)

-rozkład współczynnika gradientowe( zmiana współczynników załamania zachodzi regularnie ) i skokowy ( co jakiś czas nieregularnie)

-materiał szklane, plastikowe, półprzewodnikowe

-zastosowania pasywne( transmisja sygnału lub danych), aktywne(wzmacniacze optyczne), specjalne

Światłowody specjalne ( z domieszkami pierwiastków ziem

-aktywne

-polaryzacyjne ( podtrzymują polaryzacje, polaryzujące)

- cieczowe

Zastosowanie

-Telekomunikacyjne

-dla sieci komputerowych

-czujnikowe

10 zasad

1. Ogromna pojemność informacyjna pojedynczych włókien

2. Małe straty- przesyłanie sygnałów na znaczne odległości

3. Całkowicie niewrażliwy na zakłócenia

4. Mała waga

5. Małe wymiary

6. Bezpieczeństwo pracy ( brak iskrzenia)

7. Utrudniony podsłuch przesyłanych danych

8. Niski koszt

9. Duża niezawodność

10. Prostota obsługi

Okna telekomunikacyjne i generacje systemów światłowodowych.

Wytwarzanie światłowodów

- metoda podwójnego trygla

Substancja jako szkło, substancja jako płaszcz; podgrzane, łączy się, rozciąganie

-zewnętrznego osadzania szkła

-wewnętrznego osadzania szkła

-pionowego osadzania szkła

Kryształy fotoniczne- rodzaj światłowodu tylko ze fala elektromagnetyczna może zmienić tor ruchu.