Οπτικές Ίνες Οι οπτικές ίνες είναι λεπτά νήματα τα οποία κατασκευάζονται από γυαλί ή από πλαστικό .Το σχήμα τους είναι κυλινδρικό και η διάμετρος τους μικρότερη των 8mm.Είναι διαφανείς και εύκαμπτες. Συχνές χρήσεις οπτικών ινών είναι στην τηλεπικοινωνία ,στην ιατρική αλλά ακόμα και ως διακόσμηση στις ψευδοροφές.

Είδη οπτικών ινών Διαχωρίζουμε τις οπτικές ίνες σε δυο κατηγορίες ανάλογα με τη διάμετρό τους: 1. Οι πολυτροπικές ίνες έχουν διαστάσεις από 50−100μm. Εξαιτίας της μεγάλης διαμέτρου, το αριθμητικό άνοιγμα ΝΑ είναι επίσης μεγάλο, επιτρέποντας εκατοντάδες ή χιλιάδες φωτεινές ακτίνες να μετακινούνται μέσα στον πυρήνα. 2. Οι μονοτροπικές ίνες έχουν διαστάσεις μέχρι 10μm. Η μικρή αυτή διάμετρος του πυρήνα επιτρέπει τη διέλευση σε ένα περιορισμένο πλήθος ακτινών, ουσιαστικά μόνο σε ακτίνες που προσπίπτουν κάθετα στην επιφάνεια της διατομής των. Οι ίνες αυτές χαρακτηρίζονται συνήθως ως ίνες με βηματική κατανομή

Τηλεπικοινωνίες Τα καλώδια συνήθως κατασκευάζονται από χαλκό ή κράματα. Ωστόσο η παραγωγή τους γίνεται μόνο σε λίγες χώρες. Σε αυτό το πρόβλημα εξάρτησης κάποιων χωρών από τις άλλες έδωσαν λύση οι επιστήμονες κατασκευάζοντας οπτικές ίνες. Η λειτουργία των οπτικών ινών επιτυγχάνεται με την είσοδο μιας φωτεινής δέσμης στην κάθε οπτική ίνα ακολουθώντας την διαδρομή που εμείς ακολουθούμε. Έτσι οι οπτικές ίνες λέγονται φωταγωγοί ή φωτοοδηγοί .

Ιατρική Οι οπτικές ίνες εκτός από τις τηλεπικοινωνίες βρίσκουν εφαρμογές και στην ιατρική Υιοθέτηση ταυτόχρονα με τη χρήση των λέιζερ. Εφαρμογές λέιζερ στις εγχειρήσεις, καυτηριασμούς φυσιοθεραπείες κ.ά. Οι οπτικές ίνες δίνουν τη δυνατότητα μεταφοράς της φωτεινής δέσμης λέιζερ από την πηγή μέχρι τη λαβή, που πρέπει να χειρίζεται ο γιατρός δίπλα στον ασθενή. Στην ιατρική, οι οπτικές ίνες ονομάζονται και φωταγωγοί, όπου χρησιμοποιούνται ευρύτατα και ειδικότερα σε ενδοσκοπήσεις δίνοντας οπτική εικόνα από τον περιορισμένο χώρο των εσωτερικών οργάνων του ανθρώπινου σώματος. Οι γιατροί μπορούν να δουν την εσωτερική επιφάνεια μέρους του στομάχους ή άλλου οργάνου χρησιμοποιώντας ζεύγος οπτικών ινών. Η μικρή διάσταση του πυρήνα παρέχει τη δυνατότητα μετάδοσης εικόνας ακόμα και χωρίς τη χρήση άλλων οπτικών συστημάτων ( π.χ. φακών ).

Να αναφέρουμε επίσης ότι οι οπτικές ίνες χρησιμοποιούνται σε σύγχρονα επιστημονικά όργανα ανίχνευσης παραμορφώσεων, πίεσης, θερμοκρασίας (ηφαιστείων και πυρηνικών αντιδραστήρων), καθώς και άλλων μεγεθών. Μελλοντικά οι αεροναυπηγοί προσανατολίζονται στην κατασκευή αεροσκαφών τα οποία, αντί για μεταλλικό περίβλημα, θα έχουν περίβλημα από οπτικές ίνες και πολυμερή. Έτσι μέσω των οπτικών ινών ο πιλότος θα ενημερώνεται συνεχώς για την κατάσταση του αεροσκάφους του, για την πίεση που δέχεται, τη θερμοκρασία σε κάθε σημείο του, για κάποια πιθανή παραμόρφωση κτλ. Θα κατασκευαστούν δηλαδή αεροσκάφη με «δέρμα» που αισθάνεται.

Πως λειτουργούν οι οπτικές ίνες Στο ένα άκρο της οπτικής ίνας, υπάρχει ο πομπός και στο άλλο, ο δέκτης. Ο πομπός, μετατρέπει τα ψηφιακά δεδομένα ενός υπολογιστή, σε ψηφιακά κύματα φωτός. Ο δέκτης, αποκωδικοποιεί τα ψηφιακά κύματα φωτός, σε ψηφιακά δεδομένα.

Τα ψηφιακά κύματα φωτός, ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός μέσα από την οπτική ίνα, με διαδοχικές ανακλάσεις στα τοιχώματα της οπτικής ίνας. Οι ανακλάσεις αυτές, γίνονται στα τοιχώματα, σε γωνία μικρότερη των 42 μοιρών, με αποτέλεσμα να λειτουργούν τα τοιχώματα σαν καθρέφτες.

Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται ολική ανάκλαση και είναι η αιτία που τα κύματα φωτός μένουνε μέσα στην οπτική ίνα, συνεχίζοντας το ταξίδι τους μέχρι το άλλο άκρο, χωρίς να βγαίνουν-χάνονται έξω από την ίνα.

Σε αυτό συνεισφέρει και η δομή της Σε αυτό συνεισφέρει και η δομή της. Το εσωτερικό μέρος της οπτικής ίνας, ονομάζεται πυρήνας και μέσω αυτού, ταξιδεύουν τα κύματα φωτός. Ο πυρήνας, είναι περιτυλιγμένος από μία άλλη στρώση πλαστικού - γυαλιού που ονομάζεται περίβλημα.

Πλεονεκτήματα - Μειονεκτήματα οπτικών ινών Οι οπτικές ίνες έχουν περισσότερα πλεονεκτήματα απo ότι μειονεκτήματα. Πλεονεκτήματα οπτικών ινών: 1) μπορούν να μεταφέρουν παράλληλα πολύ μεγαλύτερο όγκο δεδομένων σε σχέση με το χάλκινο καλώδιο, 2) η μεταφορά των δεδομένων γίνεται γρηγορότερα, 3) είναι λιγότερο ευάλωτα τα δεδομένα που ταξιδεύουν μέσα τους, σε παρεμβολές 4) είναι πολύ πιο λεπτές και ελαφρύτερες από το χάλκινο καλώδιο. 5) τα δεδομένα μεταδίδονται ψηφιακά: άρα πιο γρήγορη κωδικοποίηση - αποκωδικοποίηση δεδομένων, σχεδόν καθόλου απώλειες δεδομένων. .

Μειονεκτήματα οπτικών ινών: 1) είναι πιο ακριβές, 2) είναι πιο δύσκολη η εγκατάστασή τους, 3) είναι πιο εύθραυστες, 4) δεν μπορούμε να τις λυγίζουμε πολύ, θα πρέπει να τις εγκαθιστούμε με ελαφριά κλίση, γιατί αλλιώς θα έχουμε απώλειες.

Η δομή μίας οπτικής ίνας.   Η δομή μίας οπτικής ίνας.

Πηγές :el.wikipedia.org/wiki/Οπτική_ίνα coolweb.gr