Fiber Optics เทคนิคการส่งผ่านแสงผ่านเส้นใยแก้วหรือพลาสติกที่มีความยืดหยุ่นและโปร่งใส เส้นใยที่เรียกว่าเส้นใยแก้วนำแสงสามารถส่องผ่านเส้นทางโค้งได้ การรวมกลุ่มของเส้นใยคู่ขนานสามารถใช้เพื่อให้แสงสว่างและสังเกตสถานที่ที่เข้าถึงยากได้ ใยแก้วนำแสงที่เป็นแก้วบริสุทธิ์มากสามารถนำแสงในระยะทางไกลได้ตั้งแต่ไม่กี่นิ้วหรือเซนติเมตรไปจนถึงมากกว่า 100 ไมล์ (160 กม.) โดยมีการหรี่แสงน้อย สายเคเบิลที่มีเส้นใยดังกล่าวใช้ในระบบสื่อสารบางประเภท เส้นใยแต่ละเส้นบางกว่าเส้นผมมนุษย์และมีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 0.00015 นิ้ว (0.004 มม.)
ใยแก้วนำแสงขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ทางแสงที่เรียกว่าการสะท้อนแสงภายในทั้งหมด ด้วยรูปแบบใยแก้วนำแสงที่ง่ายที่สุด แสงที่เข้าสู่ปลายด้านหนึ่งของเส้นใยจะกระทบกับขอบของเส้นใยและสะท้อนเข้าด้านใน แสงเดินทางผ่านเส้นใยในลักษณะต่อเนื่องของการสะท้อนซิกแซกจนกระทั่งออกจากปลายอีกด้านของเส้นใย เส้นใยแก้วนำแสงรูปแบบอื่นๆ ได้รับการออกแบบในลักษณะที่การซิกแซกของแสงจะลดลงอย่างมากหรือแทบขจัดออกไป
เส้นใยแก้วนำแสงส่วนใหญ่ที่ผลิตในปัจจุบันประกอบด้วยอย่างน้อยสองส่วน: แกนกลางที่แสงส่องผ่านและเปลือกหุ้มป้องกัน (แก้วหรือพลาสติก) ที่ล้อมรอบแกนกลางและช่วยป้องกันแสงรั่วจากแกนกลาง เปลือกหุ้มจะโค้งงอหรือสะท้อนแสงเข้าในรัศมีที่กระทบพื้นผิวด้านใน เครื่องตรวจจับ เช่น อุปกรณ์ไวแสงหรือตามนุษย์ รับแสงที่ปลายอีกด้านของเส้นใย
การรวมกลุ่มใยแก้วนำแสงมีความสอดคล้องกันหรือไม่ต่อเนื่องกัน เส้นใยต่างๆ จะถูกจัดเรียงเป็นมัดรวมกันเพื่อให้สามารถส่งภาพและแสงสว่างได้ ในการรวมกลุ่มที่ไม่ต่อเนื่องกัน เส้นใยไม่ได้จัดเรียงในลักษณะใดเป็นพิเศษและสามารถส่งผ่านได้เฉพาะแสงสว่างเท่านั้น ใยแก้วนำแสงมีสองประเภทพื้นฐาน: เส้นใยโหมดเดียวและเส้นใยหลายโหมด เส้นใยโหมดเดี่ยวได้รับการออกแบบสำหรับการส่งสัญญาณรังสีเดี่ยวในฐานะผู้ให้บริการและใช้สำหรับส่งสัญญาณความเร็วสูงในระยะทางไกล พวกมันมีแกนที่เล็กกว่าไฟเบอร์แบบหลายโหมดมากและพวกมันรับแสงตามแกนของไฟเบอร์เท่านั้น เลเซอร์ขนาดเล็กส่งแสงเข้าสู่เส้นใยโดยตรง
ขั้วต่อการสูญเสียต่ำอาจใช้เชื่อมต่อเส้นใยภายในระบบโดยไม่ลดสัญญาณไฟ ตัวเชื่อมต่อดังกล่าวยังรวมเส้นใยเข้ากับเครื่องตรวจจับ เส้นใยหลายโหมดได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับแสงได้หลายแบบ มีเส้นผ่านศูนย์กลางแกนที่ใหญ่กว่ามากเมื่อเทียบกับเส้นใยโหมดเดี่ยว และรับแสงจากมุมต่างๆ ไฟเบอร์แบบหลายโหมดใช้แหล่งกำเนิดแสงหลายประเภทและตัวเชื่อมต่อที่ถูกกว่าไฟเบอร์แบบโหมดเดียว ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการสื่อสารในระยะทางที่สั้นกว่า
การใช้ใยแก้วนำแสงมีมากมาย ในทางการแพทย์ เส้นใยแก้วนำแสงช่วยให้แพทย์ตรวจดูและทำงานภายในร่างกายได้ด้วยการกรีดเล็กๆ โดยไม่ต้องผ่าตัด ใช้สำหรับส่องกล้องดูอวัยวะภายในที่เป็นโพรงในร่างกาย กล้องเอนโดสโคปส่วนใหญ่มีเส้นใยสองชุด: วงแหวนรอบนอกของเส้นใยที่ไม่ต่อเนื่องกันซึ่งให้แสง และมัดที่เชื่อมโยงกันภายในซึ่งส่งภาพ กล้องเอนโดสโคปอาจได้รับการออกแบบมาเพื่อดูพื้นที่เฉพาะ ตัวอย่างเช่น แพทย์ใช้ arthroscope เพื่อตรวจหัวเข่า ไหล่ และข้อต่ออื่นๆ ในบางรุ่น เส้นใยชุดที่สามจะส่งลำแสงเลเซอร์ที่ใช้เพื่อหยุดเลือดไหลหรือเพื่อเผาผลาญเนื้อเยื่อที่เป็นโรค อุณหภูมิของร่างกายสามารถวัดได้โดยใช้ใยแก้วนำแสง พวกเขายังสามารถใช้สำหรับการแทรกเข้าไปในหลอดเลือดเพื่อให้รวดเร็ว,การวิเคราะห์ทางเคมีเลือดที่แม่นยำ
ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และในการผลิต อุปกรณ์ใยแก้วนำแสงจะส่งแสงไปและกลับจากพื้นที่อันตราย ห้องสุญญากาศ และพื้นที่จำกัดภายในเครื่องจักร เครื่องมือบางอย่างใช้ขดลวดใยแก้วนำแสงเป็นอุปกรณ์ตรวจจับ การเปลี่ยนแปลงของเส้นใยที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของความดัน อุณหภูมิ หรือสภาวะอื่นๆ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่วัดได้ในคุณสมบัติของแสงที่ส่งผ่านเส้นใย ใยแก้วนำแสงใช้ในการวัดอุณหภูมิ ความดัน ความเร่ง และแรงดันไฟฟ้าในอุตสาหกรรม
ระบบสื่อสารไฟเบอร์ออปติกมีข้อดีหลายประการที่ทำให้มีประสิทธิภาพมากกว่าระบบที่ใช้สายทองแดงแบบดั้งเดิม พวกมันมีความจุในการรับข้อมูลมากกว่ามาก ไม่ถูกรบกวนจากสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า และต้องการแอมพลิฟายเออร์น้อยกว่าระบบเคเบิลทองแดง เป็นส่วนหนึ่งของระบบการสื่อสาร ใยแก้วนำแสงส่งข้อมูลในรูปแบบของสัญญาณแสงซึ่งมักจะเป็นแสงวาบ สัญญาณถูกสร้างขึ้นโดยเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ขนาดเล็กหรือไดโอดเปล่งแสง (LED) ที่ปลายด้านหนึ่งของเส้นใยและตรวจพบโดยอุปกรณ์ที่ไวต่อแสงที่ปลายอีกด้านหนึ่ง สายไฟเบอร์ออปติกสามารถส่งข้อมูลได้มากกว่าสายไฟฟ้าที่มีขนาดเท่ากัน การประยุกต์ใช้สายเคเบิลใยแก้วนำแสงที่สำคัญคือการเชื่อมโยงสำนักงานสวิตช์โทรศัพท์บริษัทด้านการสื่อสารหลายแห่งได้ติดตั้งเครือข่ายเคเบิลใยแก้วนำแสงขนาดใหญ่ทั่วทั้งทวีปและใต้มหาสมุทรเพื่อให้ข้อมูลทั่วโลก
การศึกษาไฟเบอร์ออปติกครั้งแรกเกิดขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1800 แต่การพัฒนาเชิงปฏิบัติยังไม่เริ่มจนกระทั่งต้นทศวรรษ 1950 การพัฒนาไฟเบอร์ออปติกได้รับแรงกระตุ้นจากการเปิดตัวเลเซอร์ในช่วงต้นทศวรรษ 1960 และโดยการผลิตเส้นใยแก้วนำแสงตัวแรกของแก้วบริสุทธิ์มากในปี 1970 การใช้ไฟเบอร์ออปติกในเชิงพาณิชย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบการสื่อสาร พัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็วในทศวรรษ 1980
