Fiberoptikk er full av sjargong, men det er viktig å forstå det. Et av de mer forvirrende begrepene for mange er "bølgelengde". Det høres veldig vitenskapelig ut, men det er ganske enkelt begrepet som brukes til å definere hva vi tenker på som lysets farge.
Lys er en del av det "elektromagnetiske spekteret" som også inkluderer røntgenstråler, ultrafiolett stråling, mikrobølgeovner, radio, TV, mobiltelefoner og alle de andre trådløse signalene. De er ganske enkelt elektromagnetisk stråling av forskjellige bølgelengder. Vi refererer til rekkevidden av bølgelengder av elektromagnetisk stråling som et spektrum.
Bølgelengde og frekvens er relatert, så noe stråling identifiseres ved bølgelengden mens andre refereres til av frekvensen. For stråling av kortere bølgelengder, lys, UV og røntgenstråler, for eksempel, refererer vi generelt til deres bølgelengde for å identifisere dem, mens de lengre bølgelengdene som radio, TV og mikrobølgeovner, refererer vi til med deres frekvens.
Lyset vi er mest kjent med er selvfølgelig lyset vi kan se. Øynene våre er følsomme for lys hvis bølgelengde er i området rundt 400 nanometer (milliarder av en meter) til 700 nanometer, fra blå / fiolett til rødt. Hvis du lurer på hvorfor dette er utvalget av farger vi kan se, er det fordi det er samme region som solens lyseste utgang. Med andre ord utviklet vi syn i spektralområdet av produksjonen av vår lokale stjerne, ganske god idé faktisk.
For fiberoptikk med glassfibre bruker vi lys i det infrarøde området som har bølgelengder lenger enn synlig lys, vanligvis rundt 850, 1300 og 1550 nm. Hvorfor bruker vi infrarød? Fordi dempingen av fiberen er mye mindre ved disse bølgelengdene. Demping av glass optisk fiber er forårsaket av to faktorer, absorpsjon og spredning. Absorpsjon skjer i flere spesifikke bølgelengder kalt vannbånd på grunn av absorpsjonen av minuttmengder med vanndamp i glasset.
Spredning er forårsaket av lys som spretter av atomer eller molekyler i glasset. Det er sterkt en funksjon av bølgelengde, med lengre bølgelengder som har mye lavere spredning. Har du noen gang lurt på hvorfor himmelen er blå? Det er fordi lyset fra solen er sterkere spredt i det blå.
Fiberoptiske overføringsbølgelengder bestemmes av to faktorer: lengre bølgelengder i infrarød for lavere tap i glassfiberen og ved bølgelengder som er mellom absorpsjonsbåndene. Dermed er de normale bølgelengdene 850, 1300 og 1550 nm. Heldigvis er vi også i stand til å lage sendere (lasere eller lysdioder) og mottakere (fotodetektorer) ved disse spesielle bølgelengdene.
Hvis dempingen av fiberen er mindre ved lengre bølgelengder, hvorfor bruker vi ikke enda lengre bølgelengder? De infrarøde bølgelengdene skifter mellom lys og varme, som om du kan se den kjedelige røde gløden til et elektrisk varmeelement og føle varmen. Ved lengre bølgelengder blir omgivelsestemperaturen bakgrunnsstøy, forstyrrende signaler. Og det er betydelige vannbånd i infrarød.
Plast optisk fiber (POF) er laget av materialer som har lavere absorpsjon ved kortere bølgelengder, så rødt lys på 650 nm brukes ofte med POF, men ved 850 nm er demping fortsatt akseptabelt, så kort bølgelengde glassfibersendere kan brukes.
Vi refererer ofte til bølgelengder i fiberoptikk. Bølgelengdene vi bruker til overføring må være bølgelengdene vi tester for tap i kabelanleggene våre. Kraftmålerne våre er kalibrert på disse bølgelengdene, slik at vi kan teste nettverksutstyret vi installerer.
De tre førsteklasses bølgelengdene for fiberoptikk, 850, 1300 og 1550 nm driver alt vi designer eller tester. NIST (US National Institute of Standards and Technology) gir kalibrering av kraftmålere ved disse tre bølgelengdene for fiberoptikk. Multimodusfiber er designet for å fungere på 850 og 1300 nm, mens enkeltmodusfiber er optimalisert for 1310 og 1550 nm. Forskjellen mellom 1300 nm og 1310 nm er rett og slett et spørsmål om konvensjon, harking tilbake til dagene da AT&T dikterte de fleste fiberoptiske sjargong. Lasere på henholdsvis 1310 nm og lysdioder ved 1300 nm ble brukt i henholdsvis enkeltmodus og flermodusfiber.
