Optiske fibre er tynde fibre af glas, der er i stand til at transmittere lys over lange afstande med meget små tab. De vigtigste anvendelsesområder er optisk kommunikation og forskellige typer af optiske sensorer.

Den britisk-amerikanske opfinder Alexander Graham Bell udtog patent på et optisk telefonsystem så tidligt som i 1880, men det var først hundrede år senere, at optisk kommunikation for alvor tog fart med udviklingen af glasfibre bestående af silikat. Glassets sammensætning er afgørende for, hvor meget lyssignaler dæmpes i fibre og for muligheden for at forstærke signalet under dets udbredelse. Dæmpningen er mindst i et "vindue" af bølgelængder i det infrarøde område svarende til bølgelængder mellem 1200 og 1600 nm. Noget af dæmpningen skyldes uundgåelige fluktuationer i glassets dielektricitetskonstant, men også urenheder som hydroxylioner bidrager til absorptionen. Grunden er, at ionens oxygen- og hydrogenatom vibrerer omkring deres indbyrdes ligevægtsafstand, ganske som atomerne i krystallinske stoffer vibrerer omkring deres plads i det regelmæssige krystalgitter.

Da en vis mindste dæmpning som nævnt er uundgåelig i en glasfiber, må signalet forstærkes, hvis lyset skal sendes over lange afstande. Det kan opnås ved tilsætning af fx erbiumioner, der kan forstærke signalet gennem stimuleret emission. En anden forstærkningsmekanisme udnytter den såkaldte Ramanproces, hvorved fotoner fra en "pumpe" forstærker signalet ved stimuleret udsendelse af fononer.

Optimeringen af glasfibres optiske egenskaber og udviklingen af nye materialer foregår således i et tæt samspil mellem optik, faststoffysik, atomfysik og molekylfysik.

Læs mere i Den Store Danske

Kommentarer

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig