Fiber Optics는 투명하고 유연한 유리 또는 플라스틱 섬유를 통해 빛을 전달하는 기술입니다. 광섬유라고 하는 광섬유는 곡선 경로를 통해 빛을 전달할 수 있습니다. 평행 섬유 다발을 사용하여 도달하기 어려운 장소를 조명하고 관찰할 수 있습니다. 매우 순수한 유리의 광섬유는 약간의 디밍으로 몇 인치 또는 센티미터에서 160km 이상에 이르는 장거리 빛을 전달할 수 있습니다. 이러한 광섬유를 포함하는 케이블은 특정 유형의 통신 시스템에 사용됩니다. 일부 개별 섬유는 사람의 머리카락보다 가늘고 직경이 0.00015인치(0.004mm) 미만입니다.
광섬유는 전반사라고 하는 광학 현상을 기반으로 합니다. 가장 단순한 형태의 광섬유는 광섬유의 한쪽 끝으로 들어오는 빛이 광섬유의 경계에 부딪혀 안쪽으로 반사됩니다. 빛은 광섬유의 다른 쪽 끝에서 나올 때까지 지그재그 반사의 연속으로 광섬유를 통해 이동합니다. 다른 형태의 광섬유는 빛의 지그재그 현상이 크게 감소되거나 사실상 제거되는 방식으로 설계됩니다.
오늘날 제조되는 대부분의 광섬유는 빛이 투과되는 코어와 코어를 둘러싸고 코어에서 빛이 새는 것을 방지하는 보호 클래딩(유리 또는 플라스틱)의 두 부분으로 구성됩니다. 클래딩은 내부 표면을 때리는 광선을 안쪽으로 구부리거나 반사합니다. 감광 장치나 사람의 눈과 같은 검출기는 광섬유의 다른 쪽 끝에서 빛을 받습니다.
광섬유 번들은 일관성이 있거나 일관성이 없습니다. 일관된 번들에서 섬유는 조명뿐만 아니라 이미지도 전송할 수 있도록 배열됩니다. 비간섭 번들에서 섬유는 특정 방식으로 배열되지 않고 조명만 전달할 수 있습니다. 광섬유에는 단일 모드 광섬유와 다중 모드 광섬유의 두 가지 기본 유형이 있습니다. 단일 모드 광섬유는 단일 광선을 캐리어로 전송하도록 설계되었으며 장거리에서 고속 신호 전송에 사용됩니다. 그들은 다중 모드 광섬유보다 훨씬 작은 코어를 가지고 있으며 광섬유 축을 따라 빛을 받아들입니다. 작은 레이저는 빛을 광섬유로 직접 보냅니다.
저손실 커넥터는 광 신호를 줄이지 않고 시스템 내에서 광섬유를 연결하는 데 사용할 수 있습니다. 이러한 커넥터는 또한 광섬유를 검출기에 연결합니다. 다중 모드 섬유는 다중 광선을 전달하도록 설계되었습니다. 단일 모드 섬유에 비해 코어 직경이 훨씬 더 크며 다양한 각도에서 빛을 받아들입니다. 다중 모드 광섬유는 단일 모드 광섬유보다 더 많은 유형의 광원과 저렴한 커넥터를 사용합니다. 그들은 주로 단거리 통신에 사용됩니다.
광섬유의 용도는 다양합니다. 의학에서 광섬유를 사용하면 의사가 수술을 하지 않고도 작은 절개를 통해 신체 내부를 보고 작업할 수 있습니다. 그들은 내시경에 사용됩니다.신체의 속이 빈 기관의 내부를 보기 위한 도구입니다. 대부분의 내시경에는 빛을 공급하는 간섭성 섬유의 외부 링과 이미지를 전송하는 간섭성 내부 다발의 두 가지 섬유 세트가 있습니다. 내시경은 특정 영역을 조사하도록 설계될 수 있습니다. 예를 들어 의사는 관절경을 사용하여 무릎, 어깨 및 기타 관절을 검사합니다. 일부 모델에서 세 번째 섬유 세트는 출혈을 멈추거나 병든 조직을 태우는 데 사용되는 레이저 빔을 전송합니다. 체온은 광섬유를 사용하여 측정할 수 있습니다. 그들은 또한 신속하게 제공하기 위해 혈관에 삽입하는 데 사용할 수 있습니다.
과학 연구 및 제조 분야에서 광섬유 장치는 위험 지역, 진공 챔버 및 기계 내부의 제한된 공간을 오가는 빛을 전달합니다. 일부 기기는 광섬유 코일을 감지 장치로 사용합니다. 압력, 온도 또는 기타 조건의 변화에 의해 생성된 섬유의 변화는 섬유를 통해 전달되는 빛의 특성에 측정 가능한 변화를 일으킵니다. 광섬유는 산업 분야에서 온도, 압력, 가속도 및 전압을 측정하는 데 사용됩니다.
광섬유 통신 시스템에는 기존 구리 케이블을 사용하는 시스템보다 더 효율적으로 만드는 여러 가지 장점이 있습니다. 그들은 훨씬 더 큰 정보 전달 용량을 가지고 있으며 전기 간섭에 의해 방해받지 않으며 구리 케이블 시스템보다 더 적은 수의 증폭기가 필요합니다. 통신 시스템의 일부인 광섬유는 일반적으로 빛의 섬광과 같은 빛 신호 형태로 정보를 전송합니다. 신호는 광섬유의 한쪽 끝에 있는 소형 반도체 레이저 또는 발광 다이오드(LED)에 의해 생성되고 다른 쪽 끝에 있는 감광 장치에 의해 감지됩니다. 광섬유 케이블은 같은 크기의 전기 케이블보다 훨씬 많은 정보를 전송할 수 있습니다. 광섬유 케이블의 주요 응용 분야는 전화 교환국을 연결하는 것입니다.
광섬유에 대한 첫 번째 연구는 1800년대 후반에 이루어졌지만 실제 개발은 1950년대 초반까지 시작되지 않았습니다. 광섬유의 개발은 1960년대 초 레이저의 도입과 1970년 최초의 매우 순수한 유리 광섬유의 생산에 의해 박차를 가했습니다. 광섬유의 상업적 사용, 특히 통신 시스템에서의 상업적 사용은 1980년대에 빠르게 발전했습니다.
