عمل الألياف الضوئية وتطبيقاتها

الألياف الضوئية

هي التقنية المرتبطة بنقل البيانات باستخدام نبضات ضوئية تنتقل مع ألياف طويلة مصنوعة من البلاستيك أو الزجاج، وتترتب في حزم باستخدام الألياف المعدنية لإرسال الإشارات الضوئية لمسافات طويلة.

استخدامات وتطبيقات الألياف الضوئية

تعمل الألياف الضوئية على نقل المعلومات على شكل ضوء، وفي يومنا هذا شاعَ استخدام الألياف الضوئية بدلًا من الكابلات المصنوعة من النحاس والطرق التقليدية الأخرى، وفي ما يلي أهم مجالات استخدام وتطبيقات الألياف الضوئية:

الإنترنت: تنقل كابلات الألياف الضوئية البيانات بسرعة عالية، لذا تستخدم في مجال الإنترنت ، كما أنها أخف حجماً ووزناً وأكثر مرونة في نقل البيانات من الأسلاك النحاسية.
التلفزيون: تُستخدم كابلات الألياف الضوئية في كابلات التلفاز ، فتقوم بنقل الإشارات لأجهزة التلفاز بسرعة وتكلفتها أقل من الكابلات النحاسية.
الهاتف: تستخدم كابلات الألياف الضوئية لنقل الإشارة بين الهواتف مما يجعل الاتصال أسرع وأكثر وضوحاً.
شبكات الكمبيوتر: تحتاج شبكات الكمبيوتر في المكان أو المبنى الواحد لسرعة في نقل البيانات والملفات لذلك تستخدم الألياف الضوئية.
الجراحة وطب الأسنان: تُستخدم الألياف الضوئية بشكل كبير في المجالات الطبية والبحوث العلمية، فمثلاً تستخدم في عمليات التنظير والفحوصات المجهرية وفي طب الأسنان.
الإضاءة والديكور: يتم استخدام الألياف الضوئية على نطاق واسع في إضاءة الزينة وأشجار عيد الميلاد، حيث تُعتبر حلاً اقتصادياً وسهلاً وجذاباً للعين.
تطبيقات الهندسة الميكانيكية: حيث تُستخدم الألياف الضوئية لتفتيش المواد للمهندسين وتستخدم أيضاً في فحص الأماكن والأنابيب التي يصعب الوصول إليها.
التطبيقات العسكرية والفضائية: لأن هذه المجالات تحتاج للأمان في نقل البيانات، فتُعتبر كابلات الألياف الضوئية الحل الأمثل لنقل البيانات.
صناعة السيارات: تُستخدم الألياف الضوئية في إضاءة السيارات الداخلية والخارجية لأنها توفر إضاءة فائقة وتُحافظ على المساحة، وتستخدم أيضاً في تطبيقات السلامة مثل الوسائد الهوائية ، وتستخدم في نقل الإشارات بين الأجزاء المختلفة من السيارة.

طريقة عمل الألياف الضوئية

تعمل الألياف الضوئية على مبدأ الانعكاس الداخلي الكلي حيث ينتقل الضوء في كيبل الألياف الضوئية عن طريق الارتداد عن جدران السلك بشكل مستمر؛ إذ يرتد كل فوتون أو جسيم ضوئي مع استمرار الانعكاس الداخلي في المرآة الداخلية، ثم ينقل شعاع الضوء الذي ينتقل بشكل مستقيم فينحني عند الانعكاس وينتقل إلى أسفل الكابل وتحديداً منتصفه وتنتقل البيانات من طرف لآخر، ويتكون الكبيل ونظام نقل البيانات من:

اللب وهو منتصف السلك.
الكسوة وهي طبقة مصنوعة من الزجاج ملفوفة حول اللب، للحفاظ على إشارات الضوء داخل اللب.
المرسل وهو الذي ينتج الإشارات الضوئية ويشفرها لتناسب الإرسال.
الألياف الضوئية وهي التي تنقل إشارة الضوء.
جهاز الاستقبال البصري وهو الذي يستقبل إشارة الضوء المشفرة ويفك تشفيرها لتصبح مناسبة للاستخدام.
المُجدد البصري الذي يستخدم لنقل الإشارة لمسافات طويلة.

إيجابيات استخدام الألياف الضوئية

من أهم إيجابيات استخدام الألياف الضوئية :

اقتصادية وقليلة التكلفة.
غير قابلة للاشتعال.
موفرة للطاقة.
المرونة وخفة الوزن.
وضوح الإشارة.

عيوب الألياف الضوئية

تمتلك الألياف الضوئية على العديد من العيوب بالرغم من مجالات استخدامها، ومن أهم هذه العيوب:

انخفاض الطاقة: تُعد الطاقة التي تنبعث من الألياف الضوئية منخفضة بالرغم من توفر بواعث الطاقة العالية تُساعد في تحسين إمدادات الطاقة لكنها عالية التكلفة.
أكثر عرضة للتلف: تُعد الألياف الضوئية هشة وأكثر عرضة للتلف من الأسلاك النحاسية، فمن الأفضل عدم ثنيها أو ربطها بإحكام.
المسافة: يجب أن تكون المسافة بين جهاز الإرسال أو جهاز الاستقبال قصيرة أو يلزم استخدام أجهزة إعادة إرسال لتعزيز الإشارة.

أنواع الألياف الضوئية

هناك عدة أنواع للألياف الضوئية والتي تعتمد في تصنيفها على معامل الانكسار والمواد المصنوعة منها وطريقة انتشار الضوء، وهذه الأنواع هي:

الأنواع بالاعتماد على معامل الانكسار

الألياف الضوئية ذات مؤشر انكسار واحد: وهي التي تتكون من نواة محاطة بالكسوة ولها مؤشر انكسار واحد موحد.
الألياف الضوئية بمؤشر انكسار مُتعدد: ينخفض مؤشر الانكسار للألياف الضوئية مع زيادة المسافة الشعاعية من محور الألياف، لذلك تستخدم الألياف الضوئية بمؤشر انكسار متدرج للمسافات الطويلة.

الأنواع بالاعتماد على المادة المصنوعة منها

الألياف الضوئية البلاستيكية: تستخدم مادة البولي ميثيل ميثاكريلات وهي من مكونات البلاستيك كمادة أساسية لنقل الضوء.
الألياف الضوئية الزجاجية: تتكون من ألياف زجاجية دقيقة جداً.

الأنواع بالاعتماد على طريقة انتشار الضوء

الألياف الأحادية: تستخدم لنقل الإشارة لمسافات طويلة.
الألياف المتعددة: تستخدم لنقل الإشارة لمسافات قصيرة.

2023-12-1716تقنية

مزيد من المشاركات

كيف تعالج النمش

النمش النمش هو عبارة عن بقعٍ متعددة الأنواع لونها بيج، أو بني، مسطحة ودائريّة الشكل، وعادةً ما تكون بحجم رأس المسمار الصغير، وعند التعرض لأشعة الشمس بشكلٍ متكرر تتطور. وهذه البقع عادةً ما تتواجد في الأشخاص من ذوي الشعر الأحمر والبشرة الفاتحة، وقد يظهر النمش لدى الأطفال الذين تتراوح أعمارهم من سنة إلى سنتين، وعلى الرغم من اختلاف الناس وتنوع أعراقهم وأجناسهم وأعمارهم، فإنّ النمش يكون بنفس النمط واللون، بالإضافة إلى أنه قد يكون مائلاً للون الأحمر، أو الأصفر، أو البرونزي، أو البني ، أو البني

أين تقع هضبة الأناضول

موقع هضبة الأناضول تقع هضبة الأناضول في تركيا ، في منطقة كانت تسمى قديماً بالأناضول، وتحاط الهضبة بسلاسل جبلية متوازية هي: جبال الثور من الجهة الجنوبية لها؛ وتمتد هذه الجبال على طول ساحل البحر الأبيض المتوسط، وجبال بونتيك من الشمال؛ الممتدة على طول ساحل البحر الأسود، يبلغ ارتفاعها أكثر من 500م، وتسمى هضبة الأناضول أيضاً بآسيا الصغرى . أهمية هضبة الأناضول يعدّ الموقع الجغرافيّ لهضبة الأناضول استراتيجياً، حيث اعتُبِرَت جسراً بين حضارات أوروبا وآسيا لآلاف السنين، وتم تنقل الثقافات المختلفة من

اجمل ابيات الغزل

أجمل أبيات الغزل العفيف من أجمل أبيات القصائد الغزلية العفيفة ما يأتي: ألست وعدتني يا قلب أنّـي إذا ما تبت عن ليلى تـتوب؟ فها أنا تائـب عن حب ليلى فمـا لك كلما ذكرت تـذوب؟ إن كان ذنبي أنّ حـبـك شاغلي عمّن سـواك فلست عنه بتائـب لــو رام قلـبـي عن هـواك تصبرًا ما كان لي طول الحياة بصاحب سلب الهوى عقلي وقلبي عنوةً لم يبق منّي غير جـسمٍ شاحب صـبـرًا علـيـك فما أرى من حلـيةٍ إلا الـتـمـسّـك بالرجاء الخـائـب لــم أعــد داريًا أيــن أذهــب كــل يــومٍ أحــس أنــكِ أقــرَب كـل يـومٍ يصيرُ وَجـهـُكِ

ما طرق العلاج من الدودة الشريطية

ما طرق العلاج من الدودة الشريطية؟ في حال شك الإصابة بالدودة الشريطية ، فإنه يجب التوجه إلى الطبيب مباشرةً، والذي يقوم على صرف دواء مضاد للديدان يُسمى برازيكونتيل (Praziquantel) أو دواء ألبيندازول (Albendazol) في حال عدم توفر الأول، حيث يأخذ المُصاب هذا الدواء لمرة واحدة فقط بعد الأكل ومع كوب كامل من الماء، ويقوم مبدأ عمل هذه الأدوية على التسبب بالشلل الكامل للديدان، مما يمنعها من الالتصاق بالأمعاء، وخروجها مع البراز، لذا يمكن ملاحظة قطع من الديدان في البراز بعد العلاج، ويعد دواء برازيكونتيل

أبيات على البحر الوافر مع التقطيع

أبيات على البحر الوافر مع التقطيع العروضي يعد البحر الوافر من البحور السهلة في اللغة العربية ، يتكون من ثلاثة تفعيلات، ووزنه: مفاعَلَتنْ مفاعلتنْ فعولنْ، ويمكن أن تأتي تفعيلة مفاعلتن بهذا الشكل: مفاعلْتنْ، وفيما يأتي أبيات على البحر الوافر مع التقطيع العروضي: أبيات من قصيدة: إذا غامرتَ في شرف مروم يقول الشاعر المتنبي: فَطَعمُ المَوتِ في أَمرٍ صَغيرٍ كَطَعمِ المَوتِ في أَمرٍ عَظيمِ فطعْ مُلْ مو * تفي أمْ رن * صغيرن //0 /0 /0 * //0 /0 /0 * //0 /0 كطعْ ملْ مو * تفيْ أمْ رنْ * عظيمن //0 /0 /0 *

خواطر وحكم قصيرة

خواطر وحكم قصيرة أقيم جنازة لبقايا الماضي، الآن أجمعها لأدفنها، وأقف دقيقة حداد، أبدأ من جديد هذه الحياة، قلب دامي، وجرح نازف، ومع ذلك بسمة الرضى تداعب الشفاه بخواطر وحكم قصيرة، وفيما يلي بعض من هذه الخواطر: الله ضمن لك الرزق فلا تقلق.. ولم يضمن لك الجنة فلا تغتر. أن تضيء شمعة صغيرة خير لك من أن تنفق عمرك تلعن الظلام. لا يحزنك إنك فشلت مادمت تحاول الوقوف على قدميك من جديد كلما ازدادت ثقافة المرء ازداد بؤسه. سأل الممكن المستحيل: أين تقيم.. فأجابه في أحلام العاجز. إن بيتاً يخلو من كتاب هو بيت

حكم إزالة الشعر للنساء

حكم إزالة الشعر للنساء يجوز للمرأة أن تزيل جميع شعر جسدها، أما شعر الحاجبين ففيه تفصيل: يحرم على المرأة وكذلك على الرجل نمص شعر الحاجبين إلا في حالة العلاج أو التشوه، لأن النبي صلى الله عليه وسلم لعن من يفعل هذا الفعل. اختلف العلماء في حكم حلق شعر الحاجبين: ذهب الشافعية إلى حرمة حلق شعر الحاجبين، واستدلوا بعدم وجود فرق بين الحلق والنتف. ذهب الحنابلة وهو قول عند المالكية إلى جواز حلق شعر الحاجبين، لأن النهي ورد في النتف وهو النمص، والحلق ليس نتفاً. حكم إزالة شعر العانة بالليزر بواسطة طبيبة يجب

خطوات الوضوء بالترتيب

كيفية الوضوء الصحيحة يُعتبر الوضوء شرطاً لصحّة الصّلاة؛ إذ لا تجوز الصّلاة من غير وضوء، فقد قال رسول الله -صلّى الله عليه وسلّم-: (لا تُقبَلُ صلاةُ أحدِكم إذا أحْدَثَ حتى يَتَوَضَّأَ)، كما تُشتَرَطُ الموالاة في خطوات الوضوء؛ فلا يجوز تقديم أيّ خطوة من خطوات الوضوء على الأخرى. النية والبسملة تُعَدُّ النّيّة شرطاً من شروط الوضوء عند جمهور العلماء، بينما قال الحنفية بعدم اشتراطها للوضوء، واستدل الجمهور بقول رسول الله -صلّى الله عليه وسلّم-: (إنَّما الأعمالُ بالنّياتِ)، وذلك لأنّ الوضوء عبادة فلا