בלוג

במהירות האור – הפיזיקה מאחורי התקשורת האופטית

הסיב האופטי הראשון יוצר בשנת 1970 ע”י חברת CORNING. את הצבת הבסיס התיאורטי לתקשורת אופטית בסיבי זכוכית הגה מדען סיני בשם צ’רלס קאו בשנת 1966 ע”י כך שהבחין ביתרונות העברת מידע על גבי אור לעומת העברת אותות חשמליים בכבלי נחושת.

התקשורת האופטית מבוססת על תופעה פיזיקאלית הנקראת “החזרה מלאה” – תופעה אופטית נפוצה שבה קרני אור מוחזרות במלואן ממשטח בין שני תווכים. התופעה מתרחשת כאשר אור עובר מחלל בעל מקדם שבירה גבוה לחלל בעל מקדם שבירה נמוך.

המונח מקדם שבירה הינו תכונה פיזיקאלית של חומר שקוף, המציינת את השפעת החומר על מעבר אור דרכו. דוגמא אחת הינה תופעת כפית הטבולה בכוס מים ונראית כשבורה מתחת לפני המים (קרני האור משנים את כיוונם ברגע נגיעתם במים. למים מקדם שבירה שונה ממקדם השבירה של האוויר וכך נוצר האפקט).

הסיב אופטי אשר משמש כערוץ להעברת תקשורת אופטית מיוצר משני שכבות בעלות מקדם שבירה שונה. הליבה, בעלת מקדם שבירה גבוה ומסביבה שכבת המעטה החיצוני בעלת מקדם שבירה הנמוך יותר. לפי עיקרון ההחזרה המלאה אור אשר יכנס לסיב ויפגע בדופן הסיב בזווית מתאימה לא ישבר בדרך אלא יוחזר במלואו לתוך הסיב. כך ייווצר מצב בו קרני האור לכודות בתוך הסיב ומתקדמות לאורכו גם בפניות או בפיתולים.

בשנת 2009 הוענק לצ’רלס קאו פרס נובל לפיזיקה על הישגים פורצי דרך בנוגע להעברת אור בסיבים לתקשורת אופטית.

קטגוריות: תשתיות תקשורת
נגישות