Glasfasern bestehen aus einem Bündel dünner Glas- oder Kunststoffstränge. Dieser ist mit einem Material beschichtet oder umgeben, das Licht durch die Fasern passieren lässt, ohne an den Seiten zu entweichen. Signale können sie mit sehr hoher Geschwindigkeit vom Ausgangspunkt bis zum Ziel passieren, mit minimalem Qualitäts- oder Datenverlust. Unternehmen verwenden Glasfasern, um Internetdaten, Audioinformationen für Telefone und Bilder für das Fernsehen oder medizinische Kameras zu übertragen.
Basic Function
Das Konzept hinter Glasfaser ist ziemlich einfach. Ein Benutzer sendet ein Signal als Licht, oft in Form eines Laserstrahls, durch eine Länge dünner Glas- oder Kunststoffstränge. Die optische Faser fungiert als Medium, durch das das Licht hindurchtritt, während eine Beschichtung auf der Außenseite jedes Strangs das Licht in der Faser gefangen hält. Menschen können fast jede Art von digitalen Daten über Glasfaser senden, obwohl für einige Signale eine Konvertierung erforderlich sein kann.
Telekommunikationsanwendungen
Telefon- und Internetsignale werden oft über Glasfaser übertragen. Unternehmen wandeln Telefonaudiosignale einfach in digitale Informationen um, die dann als Lichtübertragungen durch die Fasern gesendet werden können. Viele Dienste wandeln die Daten in ein binäres Signal aus Einsen und Nullen um, das sie durch Lichtimpulse weitergeben. Sobald ein Telefon oder ein anderes Gerät das Signal empfängt, wandelt es es wieder in Audioinformationen um, die der Hörer am anderen Ende hört. Internetprovider übertragen Daten auf ähnliche Weise, wobei Computer digitale Signale in sichtbare oder akustische Signale umwandeln.
Anwendungen in der Medizin
1930 demonstrierte ein deutscher Student namens Heinrich Lamm, wie man mit Glasfasern innere Körperteile untersuchen kann. Da die Bilder jedoch unklar waren, erhielt er kein Patent für seine Erfindung. Zusätzliche Entwicklungen haben optische Fasern ideal für Kameras und andere Geräte gemacht, die von Medizinern verwendet werden, um die inneren Organe eines Patienten zu betrachten. Da sie klein und flexibel sind, können sie oft Bereiche erreichen, die sonst ohne Operation nicht zu sehen wären.
Geschichte
Alexander Graham Bell demonstrierte 1880, wie man mit Licht Töne von einem Bereich in einen anderen übertragen kann. Einige Jahrzehnte später wurden die ersten gebündelten Kabelsätze entwickelt, die damals noch nicht als „Lichtwellenleiter“ bezeichnet wurden. 1956 prägte Narinder Kapany den Begriff, nachdem er einige Glasstäbe gebündelt hatte. Dann demonstrierte er, dass diese Stäbe Licht projizieren können, ohne an irgendeiner Stelle auszutreten, solange sie mit einem dunklen Material umhüllt oder beschichtet sind.
1960 erkannte Dr. Charles Kao das Potenzial der Faseroptik. Er schlug vor, dass sie für eine schnelle und klare Kommunikation verwendet werden könnten. In den 1970er Jahren entwickelte ein Unternehmen namens Corning® Glass die erste optische Faser, die vollständig aus dünnen Glassträngen bestand. Dies führte dazu, dass Bell Telephone diese Fasern verwendet, um Telefonkabel herzustellen, die kristallklare Gespräche von einer Seite der USA zur anderen übertragen konnten.