Ljósleiðari er strokkurinn-laga bylgjuleiðarinn sem notaður er í ýmsum forritum eins og samskiptum, skemmtun, smíði, skreytingum, læknisfræði, heilsugæslu, rannsóknum, þróun o.fl.
Efnin sem almennt eru notuð til að smíða ljósleiðara eru kísil, gler og plast. Ljósleiðarar eru örlítið þykkari að stærð og nokkuð þykkari en þvermál mannshárs.
Það er hægt að flokka það í stórum dráttum í þrjár grunngerðir út frá tegund efnisins sem notað er, brotstuðul kjarna og klæðningar og útbreiðslu ljóss. Sumar af algengustu gerðum ljósleiðara eru meðal annars þrepa-stuðull ljósleiðarar, flokkaðar-ljósleiðarar, ljósleiðarar úr plasti, ljósleiðarar úr gleri, kísilljósleiðarar, einfaldir-ljósleiðarar og fjölstillingar ljósleiðarar.
Ljósleiðarar eru hagkvæmir þar sem þeir eru sveigjanlegir, léttir, grannir og ekki-eldfimir. Að auki, í raunveruleikanum, eru ákveðnar takmarkanir á því að nota ljósleiðara fyrir mismunandi notkun vegna þess að ljósleiðarar eru ekki eins sterkir og hefðbundnir vírar, eru mjög viðkvæmir fyrir beyglum og geta auðveldlega brotnað ef þeir eru beygðir of mikið. Að auki er framleiðslu- og uppsetningarkostnaður ljósleiðara mun hærri en kopar- eða álkaplar. Ljósleiðarar úr gleri eru mjög viðkvæmir. Þeir krefjast mikils viðhalds og umönnunar.
Ýmis dagleg forrit treysta á ljósleiðara fyrir grunnvirkni þeirra.
| Umsókn | Dæmigert notkunartilfelli | Helstu kostir |
|---|---|---|
| Samskiptakerfi | Gögn í lengri og skemmri fjarlægð-, rödd, myndsending | Mikil bandbreidd, örugg, lítil truflun |
| Læknabúnaður | Endoscopes, otoscopes, greiningartæki | Lágmarks ífarandi, sveigjanlegur, öruggur |
| Internet | Hár-breiðbandstengingar | Hröð, áreiðanleg, mikil gagnageta |
| Bílaiðnaður | Lýsing, öryggisskynjarar, í-samskiptum bíla | Léttur, lítill kraftur, fljótleg viðbrögð |
| Hernaður | Flugtækni, verkefnastjórnun, öruggur gagnaflutningur | Dulkóðuð, truflanir-ónæmur |
| Geimforrit | Gervihnattatengingar, fjarkönnun, laserkerfi | Mikil bandbreidd, léttur, áreiðanlegur |
| Kapalsjónvarp | Merkjadreifing til margra heimila | Víðtæk umfang, -hagkvæmt |
1. Samskiptakerfi
Ljósleiðarasamskiptakerfið felur í sér sendingu upplýsinga frá uppruna til áfangastaðar í formi púlsa innrauðra ljósmerkja.
Þessi samskiptaaðferð hentar fyrir langa-fjarlægð og stutt-samskipti, sem gerir notendum kleift að skiptast á ýmsum merkjum, þar á meðal radd-, mynd-, gagna- og fjarmælingamerkjum. Þættir ljósleiðarasamskiptakerfis eru sendirásir, ljósgjafar, ljósnemar og móttakararásir.
Ljós-díóða eða LASER ljós eru ákjósanleg uppspretta til að senda merki í ljósleiðarasamskiptum. Aftur á móti eru PN tengidíóður og snjóflóðadíóða ákjósanlegir ljósnemar fyrir móttöku og uppgötvun.
Ljósleiðarasamskiptakerfið er almennt valið umfram aðra samskiptamáta þar sem það reynist áreiðanlegt og býður upp á lágmarksmöguleika á að inntaksmerkið verði fyrir áhrifum af rafsegultruflunum. Samskiptakerfið sem byggir á ljósleiðara- hefur verulega mikla bandbreidd, færri líkur á rýrnun merkja, veitir mikið gagnaöryggi, er tiltölulega-hagkvæmt og eyðir minni orku.
2. Læknabúnaður
Ljósleiðarar eru mikið notaðir í ýmsum lækningatækjum og rannsóknarstofuvélum. Til dæmis eru sjónsjáin, eyrnasjáin, augnsjáin o.s.frv. nokkrar læknisfræðilegar greiningargræjur sem treysta á ljósleiðara fyrir almenna virkni þeirra.
Ljósleiðarar eru venjulega ákjósanlegir fyrir læknisfræðilega greiningar- og meðferðarnotkun vegna þess að þeir bjóða upp á engar eða lágmarks aukaverkanir og skaðlegar afleiðingar, eru sveigjanlegar, hafa verulega minna yfirborð og gefa ekki frá sér eitraða geislun. Annað en greiningar- og meðferðarforrit, er einnig hægt að nota ljósleiðara til rannsókna í örveru- og lífeindafræðigeiranum.
3. Internet
Netið er eitt af áberandi dæmum um raunveruleg-forrit sem nýta sér ljósleiðara. Ljósleiðarar geta sent mikið magn gagna frá einum stað til annars á tiltölulega styttri tíma.
Hár gagnaflutningshraði, sveigjanleiki, léttur eðli og geta til að flytja magngögn auðveldlega gera ljósleiðara hentugan fyrir netkapla í stað hefðbundinna koparvíra.
4. Bílaiðnaður
Bílaiðnaðurinn notar ljósleiðara til að lýsa upp innréttingar ökutækja. Þetta er vegna þess að ljósleiðarar eyða ekki miklu plássi, geisla af björtu ljósi, hægt er að beita sveigjanlega í vélrænni uppbyggingu bílsins, eru hagkvæmir, eyða ekki miklu afli, hafa lágmarkslíkur á rýrnun merkja og leka, hafa umtalsvert lengri líftíma og þurfa ekki oft viðhald.
Fyrir utan innri lýsingu getur bílaiðnaðurinn einnig notað ljósleiðara í ytri ljósaperur ökutækis. Einnig er hægt að nota ljósleiðara í kerfi til samskipta. Til dæmis, ef slys ber að höndum, er hægt að nota ljósleiðaranetið til að senda merki sem myndast af árekstrarskynjaranum eða skynjaranum til innri rafrása ökutækisins og hjálpar til við að virkja gripstýringu og loftpúðakerfið fljótt.
Það er hagkvæmt að nota ljósleiðara til samskipta milli mismunandi hluta ökutækis þar sem ljósmerkið ferðast á ljóshraða og þar með bætir viðbragðstími stjórnkerfanna.
5. Sími
Staðbundin símatenging innan byggingarinnar, borgarinnar eða landsins og alþjóðleg símatenging meðal notenda í mismunandi löndum treysta venjulega á meginvinnureglu ljósleiðara.
Ljósleiðaravæðingunum er safnað saman fyrir farsímasamskipti og lagðar neðanjarðar eða undir yfirborð sjávar. Þetta eykur öryggi merkisins þar sem gögnin sem streyma eru minna næm fyrir rafsegultruflunum sem aðrar rafsegulbylgjur í umhverfinu koma fyrir.
Símatengingin sem byggir á ljósleiðara- gerir notendum kleift að tengjast innan brots úr sekúndu þar sem ljósmerkið streymir á ljóshraða. Einnig útilokar þetta samskiptakerfi leiða- og töfvandamál, sem gerir báðum aðilum kleift að eiga skýrt samtal með lítilli eða engri röskun.
Ókosturinn við að nota ljósleiðara fyrir símasamskipti er að snúrurnar eru næmar fyrir örbeygjum vegna aflögunar sem eru til staðar undir jörðu og geta hamlað gæðum eða innihaldi merkis.
6. Skoðunartæki
Ljósleiðarar nýtast eftirlits- og viðhaldsverkfræðingum vel. Það er vegna þess að ljósleiðarar eru sveigjanlegir og hægt er að nota þær til að skoða staði sem er erfitt-að-að nálgast. Hönnun skoðunarbúnaðar hefur tilhneigingu til að vera mismunandi eftir því á hvaða svæði hann er útfærður. Til dæmis notar einn vinsælasti-ljósleiðari-skoðunarbúnaðurinn litla myndavél sem er fest á langa, sveigjanlega ljósleiðara-ljósleiðara úr kísil, plasti eða gleri.
Fjöldi myndavéla og röra er komið fyrir á svæðinu til að hefja skoðunarferlið. Myndavélar hafa tilhneigingu til að fanga sjónrænar upplýsingar og miðla þeim til ljósleiðara. Tæknimaðurinn eða verkfræðingurinn fær síðan upplýsingarnar á skjátækinu.
Kostir þess að nota ljósleiðara til skoðunar eru meiri sveigjanleiki, betra sjónsvið, lágmarks merkjatap eða skemmdir, hraðari upplýsingasending og fleira.
7. Hernaðarumsóknir
Gögn sem send eru með hjálp ljósleiðara eru mjög örugg og aðeins auðkenndir notendur hafa aðgang að þeim. Þar sem megináhersla herforrita er gagnaöryggi og friðhelgi einkalífsins er hægt að nýta þennan einstaka eiginleika ljósleiðara í mörgum herforritum.
Öll þrjú hernaðarforritin, þ.e. her, sjóher og geimfar nota ljósleiðara til að koma á sameiginlegri rás milli stöðvanna til að skiptast á upplýsingum og greina gögn. Sum áberandi notkun ljósleiðara í hernum eru flugeindatækni og verkefnastjórnunarkerfi,-háhraða verkefnisgagnaskipti, flugáætlanagerð, skynjaragagnasamruna, stjórna rekstri vopnakerfa o.s.frv.
8. Geimforrit
Sum geimforrit, eins og gervihnattasamskipti, fjarkönnun, há-leysiskerfi, fjölrófs- og oflitrófsmyndgreining, sjóngagnasamskipti, lidar, vöktun og greining á andrúmslofti o.s.frv., reiða sig á ljósleiðara við rekstur þeirra.
Þetta er vegna þess að ljósleiðarar lágmarka hættuna á truflunum, leyfa hámarks bandbreidd og gera kerfið -hagkvæmt, sveigjanlegt, einfalt og létt.
9. Kapalsjónvarp
Kapalsjónvarp notar net ljósleiðara til að flytja kapalsjónvarpsmerki frá upptökum til margra áfangastaða. Mikil bandbreidd og flutningshraði ljósleiðara er oft notaður í kapalsjónvarpsforritum.
Ennfremur er hagkvæmt að nota ljósleiðara í stað hefðbundinna koparvíra þar sem þeir eru tiltölulega ódýrari í framleiðslu, uppsetningu og viðhaldi.
Algengar spurningar
1. Hver eru algengustu notkun ljósleiðara?
Samskipti, internet, lyf, bíla, sími, skoðunartæki, her, geim og kapalsjónvarp.
2. Af hverju er ljósleiðari betri en koparkaplar til samskipta?
Það býður upp á meiri bandbreidd, hraðari hraða, minna merkjatap og ónæmi fyrir rafsegultruflunum.
3. Hvernig er ljósleiðarinn notaður í læknisfræði?
Í augnsjám, eyrnasjónum og skurðaðgerðarleysistækjum til greiningar og meðferða vegna sveigjanleika og öryggis.
4. Hvaða hlutverki gegnir ljósleiðaratækni í bílaiðnaðinum?
Notað fyrir lýsingu, upplýsinga- og afþreyingarkerfi, árekstrarskynjara og skjótan merkjaflutning á milli ökutækjakerfa.
5. Hvernig er ljósleiðara beitt í herkerfi?
Fyrir örugg samskipti, flugtækni, verkefnastýringu, skynjarasamruna og vopnakerfisaðgerðir.
6. Hvers vegna er ljósleiðari mikilvægur fyrir nettengingu?
Það sendir mikið magn af gögnum hratt, með lítilli leynd og lágmarks niðurbrot merkja.
7. Hvaða kosti hefur ljósleiðari í geimforritum?
Létt, mikil-bandbreidd og-laus afköst fyrir gervihnött, skynjun og leysikerfi.
8. Er kostnaður við ljósleiðara-hagkvæmur miðað við hefðbundnar snúrur?
Þó uppsetningarkostnaður sé hærri,-dregur ávinningur til lengri tíma eins og endingu, bandbreidd og skilvirkni úr heildarkostnaði.
