Kuituoptisia

Kuituoptisia viittaa kuituoptisen teknologian ilmiöihin ja sovelluksiin, joissa valo ohjataan ja hyödynnetään kuitujen avulla. Kuitu on ohut lasi- tai polymeerinen säie, jonka ydin ja kuori eroavat refraktiokertoimeltaan siten, että valo voidaan ohjata kuitua pitkin kokonaisheijastusilmiön avulla. Tämä mahdollistaa pienikokoiset, kevyet ja kustannustehokkaat viestintäkanavat sekä erilaisten sensorointijärjestelmien käytön.

Kuituja on useita tyyppejä. Yksimoduulinen kuitu (single-mode) ohjaa vain yhtä valonmoodia ja soveltuu pitkän matkan tiedonsiirtoon, kun taas monimoduulinen kuitu (multimode) tukee useita modeja ja on yleinen lyhyemmissä yhteyksissä. Yleisimmät kuidut ovat piidioksidi- eli lasikuituja sekä muovikuidut. Tyypillisiä käyttökohteita ovat telekommunikaatio ja dataverkkojen kaapelointi, mutta kuituoptisia komponentteja käytetään myös lääketieteessä, teollisuusantureissa ja muissa sensorointisovelluksissa. Tyypillisiä aallonpituuksia ovat multimodessa noin 850 nanometriä ja yksimoduulissa noin 1300–1550 nanometriä, mikä liittyy materiaalien häviöiden ja dispersioiden ominaisuuksiin.

Kuituoptiikan järjestelmät koostuvat valonlähteistä, kuidusta, vastaanottimista sekä liitännöistä ja tukiverkoista. Keskeisiä haasteita ovat häviöt, dispersio ja liitäntöjen kustannukset, mutta teknologia kehittyy jatkuvasti. Kehityksen suuntia ovat suuret tiedonsiirtonopeudet ja tiiviit fotoniset ratkaisut, kuten fotonikoiinisten piireiden ja kytkentäinfrastruktuurien integraatio.