الالياف الضوئية هي عبارة عن الياف مصنوعة من البلاستيك او الزجاج، وهي تكون مخصصة لتوجيه الضوء حتى يسير بطولها،  ويتم استخدام الالياف الضوئية في اتصالات الالياف الضوئية، والتي تعمل على اتاحة نقل بيانات اعلى بكثير مما تقوم بنقلها وسائل الاتصال الاخرى.

فكرة عمل الالياف الضوئية Fibber Optics

فالألياف الضوئية عبارة جدايل رفيعة كشعرة الانسان تكون طويلة من زجاج نقي جدا، وان هذه الجدايل تصطف معا في حزمة تسمى الحبل الضوئي، وهي تتكون من:

1ـ القلب

وهو عبارة قلب يكون من زجاج على درجة عالية من النقاء، وهو يكون عبارة عن المسار الذي ينتقل من خلاله الضوء.

2ـ الغلاف

وهو يعتبر المادة التي تحيط بالقلب وتعمل على انعكاس الضوء حتي يظل داخل القلب.

3ـ غطاء الحماية

وهو عبارة  غلاف من البلاستيك يقوم بحماية القلب من اي ضرر.

اقسام الالياف الضوئية

الالياف الضوئية تنقسم لنوعين رئيسيين وهما:

الالياف ذات النمط المفرد

وهي بقلب صغير قطره يصل ل 9 ميكرون، ويقوم بنقل اشارات الليزر تحت الحمراء التي يكون الطول الموجي الخاص بها بين 1300 ل 1500 نانوميتر.

الالياف متعددة النمط

وانها ذات قلب القطر فيه اكبر يصل طوله ل 62.5 ميكرون، وهي تعمل على حمل وكذلك نقل الاشارات تحت الحمراء التي يكون قطرها ما بين 850 ل 1300 نانوميتر.

وهي تكون صادرة من صمامات الكترونية  التي تكون باعثة للضوء.

نظام  الألياف الضوئية

نظام الالياف الضوئية يتكون من ثلاث أجزاء رئيسية وهي:

1ـ Transmitter

هو الذي يعمل على تشفير الاشارة الضوئية حتي يصبح الجزء الرئيسي فيه هو مصدر الضوء، الذي من الممكن ان يكون الدايود الضوئي او الليزر.

2ـ Fiber-optic

وهو الجزء المخصص بتوصيل الاشارات الضوئية عبر المسافات.

3ـ receiver

وهو يكون وظيفته هو استقبال الاشارة الضوئية ، ويقوم بفك شفرتها، ليقوم بتحويلها لإشارة كهربائية.

مميزات الالياف الضوئية

الالياف الضوئية قد احدثت ثورة في عالم الاتصالات وذلك لأنها متميزة على اسلاك التوصيل العادية، وهي:

1ـ انه لها قدرة اكثر في حمل المعلومات، وذلك لأنها تكون رفيعة عن الاسلاك العادية، فيكون من السهل وضع عدد كبير منها داخل الحزمة الواحدة، الذي يؤدي الى زيادة خطوط الهواتف او عدد قنوات البث التلفزيوني وذلك في حبل واحد.

2ـ ان الالياف الضوئية تكون اقل حجم وذلك لان نصف قطرها اقل من نصف قطر الاسلاك النحاسية التقليدية، فمن الممكن ان نقوم باستبدال سلك نحاسي يكون قطه 7.62سم بسلك من الالياف الضوئية قطره لا يزيد عن 0.635سم، ويكون لذلك اهمية عند مد الاسلاك تحت الارض.

3ـ ان الالياف الضوئية اخف وزنا من الاسلاك النحاسية حيث يمكن استبدال اسلاك نحاسية وزنها يكون 94.5 كجم، باسلاك من الالياف ضوئية يكون وزنها 3.6 كجم.

4ـ انها لها اهمية في فقدان اقل للإشارة المرسلة.

5ـ انه يكون هناك عدم امكانية تداخل الإشارات المرسلة وذلك عن طريق الالياف الضوئية التي تكون متجاورة في حبل واحد اذي يكون معه وضوح الاشارة التي تم ارسالها، وانها كذلكم لا تتعرض للتدخلات الكهرومغناطيسية الذي يؤدي ان الاشارة يتم نقلها في سرية تامة،/ الامر الذي يجعل لها اهمية في الاغراض العسكرية.

6ـ تقليل خطر الحرائق لأنها غير قابلة للاشتعال.

7ـ ان الالياف الضوئية تحتاج لطاقة اقل في المولدات وذلك لان عملية الفقد اثناء التوصيل تكون قليلة.

دخلت الالياف الضوئية لهذه المميزات الكثير من الصناعات وعلى وجه الخصوص الاتصالات وشبكات الكمبيوتر.

وكذلك تم استخدامها في التصوير الطبي بكل انواعه، كما استخدمت في عمليات التنقيب داخا باطن الارض وذلك لاستخدامها كمسجات عالية الجودة تقوم بتغيير درجة الحرارة والضغط.

كيف تصنع الالياف الضوئية

اننا ذكرنا في البداية انها تصنع من زجاج يكون بنقاء عالي جدا، وان احد الشركان وصفته على انه اذا كان هناك محيط من الالياف الضوئية ويصل لكثير منم الاميال ونظرنا من سطحه للقاع فنراه بوضوح، فنجد ان صناعة الالياف الضوئية تكون كما يلي:

ـ القيام بعمل اسطوانة زجاجية غير مشكلة.

ـ ان يتم سحب  الالياف من هذه الاسطوانة الزجاجية.

ـ انه يتم عمل اختبار لهذه الالياف.

حيث ان الزجاج الذي يستعمل في صناعة الاسطوانات يكون مصنع من خلال عملية تسمى modified chemical vapour ، التي يكون فيها الاكسجين على محلول كلوريد السيلكون وكذلك كلوريد الجرمانيوم يتم تمريرهم على كيماويات اخرى، وبعد ذلك تمرر الابخرة المتصاعدة في داخل انبوب الكوارتز الموضوع في مخرطة خاصة، التي  عندما تدور يتم تحريك مجمر حول أنبوب الكوارتز ، فنجد ان الحرارة العالية تتسبب في حدوث شيئين وهما:

1ـ انه يتم التفاعل بين السيلكون والجرمانيوم مع الاكسجين ليتكون اكسيد الجرمانيوم واكسيد السيلكون.

2ـ ان يتم تسريب اكسيد الجرمانيوم واكسيد السيلكون على جدار الانبوب مخن داخله، ويقوما بالاندماج معا وذلك لكي يتم تكوين الزجاج الخام ، وبهذا يمكن التحكم في درجة نقاؤه، وذلك عن طريق التحكم بالخليط.

فيتم بعد ذلك سحب الالياف من هذ الالياف من هذه الاسطوانة، وذلك عن طريق وضعها في اداة سحب، حتى يتم نزول الزجاج الخام في فرن كربوني، ثم يتم اختبار الالياف  قبل الاستخدام.