Faseroptik

Faseroptik är tekniken för att överföra information genom ljus som leds längs optiska fiber. Ljuset färdas i kärnan och hålls där genom totalreflektion mot gränsen till kladdingen, vilket gör det möjligt att transportera signaler med mycket låga förluster över långa avstånd och hög bandbredd.

En fiber består av en kärna, en kladding och ett skyddande yttre skal. Kärnan har högre refraktionsindex än kladdingen, vilket gör att ljuset reflekteras tillbaka inuti fibern. De vanligaste materialen är kiselsilikat (silika). Polymerfibrer används för vissa kortare eller specialiserade tillämpningar.

Huvudtyper är enkelmodefiber (single-mode) och multimodefiber. Dessutom finns olika konstruktioner som stegindex (step-index) och graderad index (graded-index). Enkelmodefiber används främst för långa avstånd och hög kapacitet, medan multimode är vanligare på kortare avstånd och i interna nätverk.

Prestanda och begränsningar innefattar signalförlust (attenuation), mätt i dB per kilometer, samt olika former av dispersion som sprider signalen över tid. Typiska värden är cirka 0,2 dB/km vid 1550 nm och cirka 0,5 dB/km vid 1310 nm. Bandbredd-distanseprodukt och impulsrespons påverkas av modal-, material- och vågguide-dispersion. System kräver komponenter som sändare (laserdiod eller LED), mottagare, kopplingar, optiska förstärkare (EDFA) och multiplexering, ofta genom WDM.

Användningar inkluderar telekommunikation, data- och nätverksinfrastruktur, medicinsk utrustning (endoskopi) och olika typer av sensorer. Faserna i utvecklingen och ökad kapacitet har varit centrala för moderna informations- och kommunikationsnät. Historiskt utvecklades tekniken under 1960- och 1970-talen, med Nobelpris till Kao år 2009 för hans bidrag.