Fiberoptik

phade · Post by **phade** » 2005-09-17 15:22:36

Ja, som ämnesrades säger så undrar jag om fiberoptik.
Hur fungerar det egentligen?
Hur kan man rikta om ljuset så att det följer kablen hela vägen utan att tappa information på vägen?
Ingen som vet lite och vill dela med sig?

_JesteR_ · Post by **_JesteR_** » 2005-09-17 16:31:37

Ljuset "studsar" i praktiken fram genom kabeln.

ADiS · Post by **ADiS** » 2005-09-17 17:04:20

står inte med på den där bilden men det är så att ljuset pulserar det är inte så att detär kontinuerligt ljus som du kanske märker från en dvd spelare...

Konto · Post by **Konto** » 2005-09-17 20:40:18

Vad reflekterar ljuset emot?

HLC · Post by **HLC** » 2005-09-17 20:45:22

Studsar är ett luddigt begrepp.. Det som händer är i vissa kablar en gradvis böjning av ljuset och/eller totalreflektion. Har man inte stött på dessa begrepp i fysiken ännu så kan det ta ett tag att förklara.

Man kan i vilket fall tänka sig (som en oerhört enkel modell) insidan utav kabeln som en avancerad spegel som får ljuset att fortsätta sin färd med minimala förluster.

aiwass · Post by **aiwass** » 2005-09-17 21:19:47

PilotPencil wrote:Vad reflekterar ljuset emot?

Om ljus ska gå från ett optiskt tätare till ett optiskt tunnare medium (t.ex. från glas till luft) så kommer en del av ljuset att reflekteras tillbaka i stället för att passera ut i luften. Hur stor del som beter sig på så vis beror på de optiska egenskaperna hos materialen, och vinkeln som ljuset har mot gränsen materialen emellan.

Är vinkeln tillräckligt flack så kan man få s.k. totalreflektion, allt reflekteras då tillbaka. Detta är vad man använder inom fiberoptik.

Om man kan få totalreflektion när man går från tunnare till tätare medium minns jag inte riktigt, men jag tror det.

staretsen · Post by **staretsen** » 2005-09-17 21:21:44

Reflekteras verkligen en del av ljuset tillbaka? Jag trodde att ljuset bara bröts, dvs ändrade riktning.

Hipshot · Post by **Hipshot** » 2005-09-17 21:39:17

Det finns alltid en liten mängd ljus som kommer tillbaka, det är väll det man menar med hur hög % materialet kan reflektera?`Eller nått... hrm.-..

HLC · Post by **HLC** » 2005-09-17 21:43:07

Man kan se det som en jämn eller ojämn funktion TinyTeeth.. I det ena fallet passerar ljuset in i mediet och i det andra så reflekteras den i motsatta infallsvinkeln.

ADiS · Post by **ADiS** » 2005-09-17 22:04:56

En fiberkabel kan man se som vatten. På ytan reflekteras ljuset men en mindre del av ljuset kommer igenom. På samma sätt fungerar det inne i fiberkabeln fast invändigt.

Om vi ska skicka ljud genom fibern så kan vi inte skicka det analogt utan måste digitalisera det genom en ADC (Analog to Digital Converter). Man kan välja hur många bitar ADC'n ska ligga på men ju högre desto bättre ljud i detta fall. Senare vill man konvertera detta till analogt. Detta gör man på samma sätt fast istället för en ADC så använder man sig av en DAC. Där gäller samma sak med bitarna.

aiwass · Post by **aiwass** » 2005-09-18 4:34:37

TinyTeeth wrote:Reflekteras verkligen en del av ljuset tillbaka? Jag trodde att ljuset bara bröts, dvs ändrade riktning.

Ok, ska försöka utveckla det hela lite. Allt detta under förutsättnign att jag minns min optik rätt, mer än tre år sen sist...

Om ljuset kommer helt vinkelrätt mot gränsskiktet så kommer majoriteten att passera rakt fram, en liten del kommer at reflekteras rakt tillbaka.

Låter vi däremot infallsvinkeln minska från 90 grader så kommer även utfallvinkeln att minska. Denna kommer dock att minska mer än infallsvinkeln när vi går från ett optiskt tätare medium till ett tunnare. Detta leder till att utfallsvinkeln kommer att nå noll grader innan infallsvinkeln gör det. Inget ljus slipper nu ut ur det tätare mediet (ja, nästan inget skulle jag väl säga, verkligheten är sällan särskilt nära idealfallet), och antagligen så gäller den vanliga reflektionslagen att infallsvinkel = utfallsvinkel nu.

Jag vill minans att även i det här fallet så reflekteras en liten (och ökande, när infallsvinkeln minskar) mängd av ljuset innan vi når totaleflektion. Beror väl lite på hur idealiserat fall man vill ha att fundera kring...

I vilket fall, dessto större skillnad i optisk täthet våra båda medier emellan,d essto mer ljus kommer relekteras från gränssnittet även vid rät infallsvinkel, och dessto tidigare får vi totalreflektion. En intressant sak som uppkommer härvid är att dessto större optisk täthet ett material har, dessto tunnare linser kan man göra med en viss brännpunkt. Detta är bra, då tjocka linser skapar vissa (oundvikliga) fel i bilden. Å andra sidan så kommer mer av ljuset att reflekteras av linsen i stället för att släppas igenom, så ljusvärdena blir sämre.

staretsen · Post by **staretsen** » 2005-09-18 15:28:44

Tack, nu förstår jag.

phade · Post by **phade** » 2005-09-18 16:29:16

Men så som jag minns optiken så är infallsvinkeln = reflektionsvikeln. Hur kan man då göra böjda fiberoptiska kablar? Så som jag förstår det så borde då infallvinkeln ändras och allt studsa ut i tomma intet i princip.

Eller?

HLC · Post by **HLC** » 2005-09-18 19:54:38

Nu förstår jag inte hur du menar? Eftersom paint suger på sådanna här projekt och jag inte har en scanner så yrkar jag på att någon som vet scannar ifrån papper eller använder sig utav gimp för att visa grafiskt hur det går till..

[edit] Vi gör såhär, här har ni labbpeket till en labb jag gjorde när jag hadde en kurs i vågrörelselära, den beskriver bra hur optiska kablar fungerar och har även lite småförklaringar på hur ljuset "studsar" genom kabeln. länk till laborationspeket [/edit]

MadModder · Post by **MadModder** » 2005-09-19 1:21:06

Ja, böjer man en fiberoptisk ledare tillräckligt mycket, så ljuset får en sådan infallsvinkel att en totalreflektion inte uppstår, får man förluster då ljuset går rakt ut genom fibern istället för att stanna kvar inne i kärnan.

Detta är ett av alla sätt att felsöka fiber med. Man skickar in synligt laserljus, oftast rött, i en ände och sen böjer man helt enkelt på fibern i en skarvbox för att se om det är den man lyser i. Bra när någon annan klant skarvat fel och man ska leta reda på var...