Światłowód, technika przepuszczania światła przez przezroczyste, elastyczne włókna szklane lub plastikowe. Włókna, zwane światłowodami, mogą kierować światło po zakrzywionej ścieżce. Wiązki równoległych włókien można wykorzystać do oświetlania i obserwowania trudno dostępnych miejsc. Światłowody z bardzo czystego szkła są w stanie przenosić światło na duże odległości od kilku cali lub centymetrów do ponad 100 mil (160 km) przy niewielkim przyciemnieniu. Kable zawierające takie włókna są używane w niektórych rodzajach systemów komunikacyjnych. Niektóre pojedyncze włókna są cieńsze niż ludzki włos i mają średnicę mniejszą niż 0,00015 cala (0,004 mm).
Światłowód opiera się na zjawisku optycznym zwanym całkowitym odbiciem wewnętrznym. W najprostszej postaci światłowodu światło wpadające na jeden koniec światłowodu uderza w granicę światłowodu i jest odbijane do wewnątrz. Światło przechodzi przez światłowód w serii odbić zygzakowatych, aż wyjdzie z drugiego końca światłowodu. Inne formy światłowodów są projektowane w taki sposób, że zygzakowanie światła jest znacznie zredukowane lub praktycznie wyeliminowane.
Większość produkowanych obecnie światłowodów składa się z co najmniej dwóch części: rdzenia, przez który przepuszczane jest światło, oraz powłoki ochronnej (szklanej lub plastikowej), która otacza rdzeń i zapobiega przedostawaniu się światła z rdzenia. Okładzina ugina się lub odbija do wewnątrz promienie świetlne, które padają na jej wewnętrzną powierzchnię. Detektor, taki jak urządzenie światłoczułe lub ludzkie oko, odbiera światło z drugiego końca światłowodu.
Wiązki światłowodów są albo spójne, albo niespójne. W spójną wiązkę włókna są ułożone tak, aby możliwe było przesyłanie obrazów oraz oświetlenia. W niespójnych wiązkach włókna nie są ułożone w żaden szczególny sposób i mogą przenosić jedynie oświetlenie. Istnieją dwa podstawowe rodzaje światłowodów: światłowody jednomodowe i światłowody wielomodowe. Włókna jednomodowe są przeznaczone do transmisji pojedynczego promienia jako nośnika i są wykorzystywane do szybkiej transmisji sygnału na duże odległości. Mają znacznie mniejsze rdzenie niż włókna wielomodowe i przyjmują światło tylko wzdłuż osi włókien. Małe lasery wysyłają światło bezpośrednio do światłowodu.
Złącza niskostratne mogą być używane do łączenia włókien w systemie bez zmniejszania sygnału świetlnego. Takie złącza również łączą włókna z detektorem. Włókna wielomodowe są zaprojektowane do przenoszenia wielu promieni świetlnych. Mają znacznie większą średnicę rdzenia w porównaniu do włókien jednomodowych i przyjmują światło pod różnymi kątami. Włókna wielomodowe wykorzystują więcej rodzajów źródeł światła i tańsze złącza niż włókna jednomodowe. Służą one głównie do komunikacji na krótszych dystansach.
Zastosowania światłowodów są liczne. W medycynie światłowody umożliwiają lekarzom zaglądanie i pracę wewnątrz ciała przez małe nacięcia bez konieczności wykonywania operacji. Wykorzystywane są w endoskopach, instrumentach do oglądania wnętrza narządów wewnętrznych w ciele. Większość endoskopów ma dwa zestawy włókien: zewnętrzny pierścień niespójnych włókien, które dostarczają światło, oraz wewnętrzny spójny pakiet, który przepuszcza obraz. Endoskopy mogą być zaprojektowane do badania określonych obszarów. Na przykład lekarze używają artroskopu do badania kolan, ramion i innych stawów. W niektórych modelach trzeci zestaw włókien przekazuje wiązkę laserową, która jest wykorzystywana do zatrzymania krwawienia lub wypalenia chorej tkanki. Temperaturę ciała można mierzyć za pomocą światłowodu. Można je również stosować do wprowadzania do naczyń krwionośnych w celu szybkiego,
W badaniach naukowych i produkcji urządzenia światłowodowe przenoszą światło do iz obszarów niebezpiecznych, komór próżniowych i zamkniętych przestrzeni w maszynach. Niektóre instrumenty wykorzystują cewki światłowodowe jako urządzenie wykrywające; zmiany we włóknie wywołane zmianami ciśnienia, temperatury lub innymi warunkami powodują wymierną zmianę właściwości światła przepuszczanego przez włókno. Światłowody są używane do pomiaru temperatury, ciśnienia, przyspieszenia i napięcia w przemyśle.
Systemy komunikacji światłowodowej mają szereg zalet, które czynią je bardziej wydajnymi niż systemy wykorzystujące tradycyjne kable miedziane. Mają znacznie większą zdolność przenoszenia informacji, nie przeszkadzają im zakłócenia elektryczne i wymagają mniej wzmacniaczy niż systemy z kablem miedzianym. W ramach systemu komunikacyjnego światłowód przesyła informacje w postaci sygnałów świetlnych, zwykle w postaci błysków światła. Sygnały są generowane przez mały laser półprzewodnikowy lub diodę elektroluminescencyjną (LED) na jednym końcu światłowodu i wykrywane przez światłoczułe urządzenie na drugim końcu. Kabel światłowodowy może przesyłać znacznie więcej informacji niż kabel elektryczny o tym samym rozmiarze. Głównym zastosowaniem kabla światłowodowego jest łączenie central telefonicznych.
Pierwsze badania nad światłowodami przeprowadzono pod koniec XIX wieku, ale praktyczny rozwój rozpoczął się dopiero na początku lat pięćdziesiątych. Rozwój światłowodów został pobudzony przez wprowadzenie laserów na początku lat 60. i produkcję pierwszych światłowodów z bardzo czystego szkła w 1970 r. Komercyjne wykorzystanie światłowodów, zwłaszcza w systemach komunikacyjnych, szybko rozwinęło się w latach 80. XX wieku.
