*** الألياف البصرية
الألياف البصرية هي ألياف مصنوعة من الزجاج النقي طويلة و رفيعة لا يتعدى سمكها سمك الشعرة يجمع العديد منها في حزم داخل الكيبلات البصرية و تستخدم في نقل الاشارات الضوئية لمسافات بعيدة,
الألياف البصرية هي إحدى التطبيقات العلمية لظاهرة الانعكاس الكلي .
***مكونات الألياف البصرية :
1-القلب(اللب):عبارة عن زجاج رفيع ينتقل فيه الضوء قرينة انكساره( n)أكبر من قرينة انكسار الغلاف الخارجي.
2-العاكس:مادة تحيط بالب الزجاجي و تعمل على عكس الضوء مرة أخرى الى داخل الليف البصري.
3-الغطاء الواقي:غلاف بلاستيكي يحمي الليف من الرطوبة و من الضرر و الكسر .
***أنواع الألياف البصرية:
1-الألياف البصرية أحادية الاشارة الضوئية:تنتقل من خلالها اشارة ضوئية واحدة في كل ليفة من ألياف الحزمة وهي تستخدم في شبكات الهاتف و أسلاك النقل في التلفزيون هذا النوع من الاليف يتميز بصغر نصف قطره حيث يصل نصف قطر القلب الزجاجي الى حوالي 9ميكرومتر وتمر من خلاله أشعة الليزر.
2- الألياف البصرية متعددة الاشارة الضوئية: وبها يتم نقل عدة اشارات ضوئية خلال الليفة البصرية الواحدة مما يجعل استخدامها أفضل في شبكات الحاسوب ,هذا النوع من الألياف يكون نصف قطره أكبر حيث يصل الى 62,5 ميكرو متر و تنتقل من خلاله الأشعة تحت الحمراء .
***مبدأ عمل الألياف البصرية:
ان الضوء ينتقل عبر خطوط مستقيمة,وانه عند توجيه ومضة ضوئية خلال مسار طويل مستقيم فانها تصل الطرف الثاني دون ان تفقد , ولكن ماذا لو كان بالمسار إنحناءات؟ بسهولة يمكن أن نتغلب على ذلك بوضع مرآة عند الانحناء لتعكس الضوء داخل المسار و بنفس الطريقة نحل المشكلة إذا كان بالمسار عدة انحناءات حيث تصطف المرايا على كل النسار لتعكس الضوء باستمرار من جانب لآخر ليبقى الضوء في مساره ,هذه باضبط فكرة عمل الألياف البصرية حيث ينتقل الضوء بواسطة الانعكاس المستمر عن الجدار المحاذي للقلب الزجاجي انعكاسا داخليا كليا , ولأن هذا الجدار لا يمتص الضوء الساقط عليه فإن الاشارة الضوئية يمكن أن تسافر لمسافات بعيدة دون أن تفقد شدتها .
***مكونات نظام الألياف البصرية :
1- الباعث:و هو الذي ينتج الاشارة الضوئية حيث يكون الجزء الأساسي به هو المصدر الضوئي
2- الليف البصري:يقوم بتوصيل الإشارة الضوئية بتكرار انعكاسها
3- المستقبل:صمام ثنائي يستقبل الإشارة الضوئية ليقوم بتحويلها الى اشارة كهربائية ترسل الى المستخدم الذي قد يكون هاتف أو تلفاز.
***مميزات الألياف البصرية:
تتميز الألياف البصرية عن أسلاك التوصيل الكهربائية العادية بأنها:
1-أكثر قدرة على نقل المعلومات وذلك لرفاعة سمكها.
2-أقل حجما
3-أقل ضياعا لاشارات الضوئية المرسلة
4-عدم امكانية تداخل الاشارات المرسلة
5-غير قابلة للاشتعال مما قد يقلل من خطر الحرائق
6-لا تحتاج الى طاقة لأن فقدها خلال عملية التوصيل قليل
7-تحدي اقتصادي حيث أنها أقل تكلفة من نظام توصيل الأسلاك الكهربائية
بسب هذه المميزات فإن الألياف البصرية دخلت في كثير من الصناعات و خصوصا الاتصالات و شبكات الكومبيتر .
***صناعة الألياف البصرية:
يمرر غاز الأكسجين على محلول كلوريد السليكون و كلوريد الجورمانيوم ثم تمرر الأبخرة الناتجة داخل أنبوب من الكوارتز(زجاج عالي النقاوة)و بدرجة حرارة مرتفعة يترسب أكسيد السليكون و الجرمانيوم على الجدران الداخلية للأنبوب و يندمجان معا لتكوين الزجاج الخام المطلوب في صناعة الألياف البصرية (يمكن التحكم في درجة نقاء الزجاج من خلال التحكم في مكونات الخليط و تفاعلات أبخرته )ثم يتم سحب الزجاج على شكل ألياف في فرن كربوني درجة حرارته تتراوح بين 1900الى 2200درجة مئوية ,بسرعة تتراوح بين 10إلى 20م\ثا مع مراعاة ثبات نصف القطر .
***مكانة الألياف البصرية في سلم التكنوجيات الحديثة:
استحوذ استخدام الالياف البصرية على مكانة عالية وذلك من خلال نقل المعلومات عبر مسافات طويلة و مسافات قصيرة أيضا مثلا تبادل المعلومات بين الكومبيوتر الرئيسي و الكومبيوترات الجانبية أو الطابعة و نتيجة لمرونة الألياف البصرية و دقتها أدخلت في صناعة الكاميرات الرقمية المتعددة الإستخدامات في التصوير الطبي كالمنظار و كذلك في التصوير المكانيكي لفحص اللحام و الوصلات داخل الأنابيب الى غيرها من استعمالات أخرى.
