Quang học sợi
1841
Jean-Daniel Colladon (1802–1893), Charles Kuen Kao (sinh 1933), George Alfred Hockham (sinh 1938)
Khoa học về sợi quang có một lịch sử lâu đời, kể từ những trình diễn đẹp mắt như suối ánh sáng của nhà vật lí Thuy Sĩ Jean-Daniel Colladon vào năm 1841, trong đó ánh sáng truyền đi bên trong một dòng nước vắt ra hình vòng cung từ bể chứa. Quang học sợi hiện đại – được khám phá và trau chuốt một cách độc lập nhiều lần xuyên suốt thế kỉ hai mươi – sử dụng sợi dẻo thủy tinh hoặc plastic để truyền sáng. Vào năm 1957, các nhà nghiên cứu đã đăng kí sáng chế đèn soi sợi quang cho phép bác sĩ nhìn thấy phần trên của bộ máy tiêu hóa. Vào năm 1966, các kĩ sư điện Charles K. Kao và George A. Hockham đề xuất sử dụng sợi quang truyền dẫn tín hiệu, ở dạng các xung sáng, dùng cho viễn thông.
Qua một quá trình gọi là phản xạ toàn phần, ánh sáng bị giữ lại bên trong sợi do vật liệu lõi có chiết suất cao hơn lớp vỏ mỏng bọc xung quanh nó. Một khi ánh sáng đi vào lõi sợi quang, nó liên tục phản xạ trên thành lõi. Sự truyền tín hiệu có thể bị tổn thất phần nào cường độ trên những cự li rất dài, và do đó cần phải tăng cường tín hiệu sáng bằng cách sử dụng các máy lặp quang học. Ngày nay, sợi quang có nhiều ưu điểm so với dây đồng truyền thống trong thông tin liên lạc. Tín hiệu truyền đi theo các sợi nhẹ và tương đối không tốn kém, chúng ít bị suy yếu hơn, và chúng không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ. Ngoài ra, quang học sợi có thể hữu ích cho việc chiếu sáng hoặc truyền hình ảnh, nhờ đó cho phép chiếu sáng hoặc nhìn ngắm các vật ở những nơi chật hẹp, khó tiếp cận.
Trong truyền thông sợi quang, mỗi sợi có thể truyền đi nhiều kênh thông tin độc lập thông qua các bước sóng ánh sáng khác nhau. Tín hiệu có thể bắt đầu dưới dạng một dòng bit điện tử điều biến ánh sáng từ một nguồn phát nhỏ xíu, ví như một diode phát quang hay diode laser. Các xung ánh sáng hồng ngoại thu được sau đó lan truyền đi. Vào năm 1991, các kĩ sư công nghệ đã phát triển sợi tinh thể quang lượng tử dẫn hướng ánh sáng thông qua các hiệu ứng nhiễu xạ từ một cấu trúc tuần hoàn ví dụ như một ma trận lỗ trụ xuyên qua sợi quang.
XEM THÊM. Định luật khúc xạ Snell (1621), Quang học Brewster (1815).
Sợi quang mang ánh sáng đi theo chiều dọc của nó. Thông qua một quá trình gọi là phản xạ toàn phần, ánh sáng bị giữ bên trong sợi cho đến khi nó đi tới đầu kia của sợi.
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí
Clifford A. Pickover
Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>
