Fiber optik adalah teknik mengirimkan cahaya melalui untaian kaca atau plastik yang transparan dan fleksibel. Untaian ini disebut serat optik. Mereka dapat menyalurkan cahaya sepanjang jalur melengkung. Kumpulan serat paralel menerangi dan mengamati tempat-tempat yang sulit dijangkau.
Serat optik yang terbuat dari kaca yang sangat murni membawa cahaya dalam jarak jauh. Jangkauannya dari beberapa inci hingga lebih dari 100 mil. Peredupan minimal. Kabel yang mengandung serat ini digunakan dalam sistem komunikasi. Beberapa serat individu lebih tipis dari rambut manusia. Diameternya kurang dari 0,00015 inci.
Ilmu di Balik Refleksi Internal Total
Serat optik didasarkan pada refleksi internal total. Cahaya memasuki salah satu ujung serat paling sederhana. Itu menembus batas dan mencerminkan ke dalam. Cahaya merambat melalui serat dalam pantulan zigzag. Itu keluar dari ujung yang lain.
Bentuk serat optik lainnya mengurangi atau menghilangkan zigzag ini. Kebanyakan serat optik memiliki dua bagian. Ada inti untuk transmisi cahaya. Ada lapisan yang mengelilingi inti. Kelongsongnya terbuat dari kaca atau plastik. Ini mencegah cahaya bocor. Kelongsongnya memantulkan ke dalam setiap sinar cahaya yang mengenai permukaan dalamnya.
Detektor menerima cahaya di ujung yang lain. Ini bisa berupa perangkat fotosensitif atau mata manusia.
Bundel dan Jenis Serat yang Koheren vs. Tidak Koheren
Bundel serat optik bisa koheren atau tidak koheren. Kumpulan koheren mempunyai serat-serat yang tersusun sedemikian rupa sehingga gambar dapat ditransmisikan. Mereka juga memberikan penerangan. Kumpulan yang tidak koheren tidak memiliki susunan tertentu. Mereka hanya memancarkan penerangan.
Ada dua tipe dasar serat optik. Serat mode tunggal dan serat multi mode adalah pilihannya.
Serat mode tunggal mengirimkan satu sinar sebagai pembawa. Mereka digunakan untuk transmisi sinyal berkecepatan tinggi jarak jauh. Serat ini memiliki inti yang jauh lebih kecil dibandingkan serat multi-mode. Mereka menerima cahaya hanya sepanjang sumbu serat. Laser kecil mengirimkan cahaya langsung ke serat.
Serat multi-mode membawa banyak sinar cahaya. Mereka memiliki diameter inti yang lebih besar. Mereka menerima cahaya dari berbagai sudut. Serat multi-mode menggunakan lebih banyak jenis sumber cahaya. Mereka menggunakan konektor yang lebih murah daripada serat mode tunggal. Mereka sebagian besar digunakan untuk komunikasi jarak pendek.
Konektor dengan kerugian rendah menggabungkan serat di dalam sistem. Mereka melakukan ini tanpa mengurangi sinyal cahaya. Mereka juga menggabungkan serat ke detektor.
Aplikasi Medis Endoskopi
Penggunaan serat optik sangat banyak. Dalam dunia kedokteran, mereka memungkinkan dokter untuk melihat dan bekerja di dalam tubuh. Hal ini terjadi melalui sayatan kecil. Pembedahan tidak selalu diperlukan.
Mereka digunakan untuk endoskopi. Ini adalah instrumen untuk melihat bagian dalam organ berongga. Kebanyakan endoskopi memiliki dua set serat. Cincin luar dari serat-serat yang tidak koheren menyuplai cahaya. Bundel koheren bagian dalam mentransmisikan gambar.
Endoskopi mungkin melihat ke area tertentu. Dokter menggunakan artroskop untuk memeriksa lutut dan bahu. Beberapa model memiliki rangkaian serat ketiga. Ini mengirimkan sinar laser. Laser menghentikan pendarahan atau membakar jaringan yang sakit.
Suhu tubuh dapat diukur menggunakan serat optik. Mereka bisa dimasukkan ke dalam pembuluh darah. Ini memberikan analisis kimia darah yang cepat dan akurat.
Penggunaan Industri dan Ilmiah
Dalam penelitian dan manufaktur ilmiah, perangkat serat optik membawa cahaya. Mereka pergi ke dan dari daerah berbahaya. Mereka mencapai ruang vakum dan ruang terbatas di dalam mesin.
Beberapa instrumen menggunakan kumparan serat optik sebagai alat penginderaan. Perubahan pada serat menghasilkan perubahan sifat cahaya yang terukur. Perubahan ini berasal dari tekanan, suhu, atau kondisi lainnya. Serat optik mengukur suhu, tekanan, percepatan, dan tegangan di industri.
Keunggulan Dibandingkan Kabel Tembaga
Sistem komunikasi serat optik memiliki kelebihan. Mereka lebih efisien dibandingkan sistem yang menggunakan kabel tembaga tradisional. Mereka mempunyai kapasitas membawa informasi yang lebih besar. Mereka tidak terganggu oleh gangguan listrik. Mereka memerlukan lebih sedikit amplifier dibandingkan sistem kabel tembaga.
Serat optik mentransmisikan informasi sebagai sinyal cahaya. Ini biasanya berupa kilatan cahaya. Sinyal dihasilkan oleh laser semikonduktor kecil atau LED. Perangkat peka cahaya mendeteksinya di ujung yang lain. Kabel serat optik mengirimkan lebih banyak informasi dibandingkan kabel listrik dengan ukuran yang sama.
Penerapan utamanya adalah menghubungkan kantor peralihan telepon. Banyak perusahaan komunikasi telah memasang jaringan besar. Ini melintasi benua dan di bawah lautan. Mereka memberikan informasi ke seluruh dunia.
Sejarah dan Perkembangan
Studi pertama tentang serat optik dilakukan pada akhir tahun 1800-an. Perkembangan praktis baru dimulai pada awal tahun 1950-an. Pengenalan laser memacu perkembangan. Hal ini terjadi pada awal tahun 1960an. Produksi serat optik pertama dari kaca yang sangat murni terjadi pada tahun 1970.
Penggunaan serat optik secara komersial berkembang pesat pada tahun 1980an. Hal ini terutama berlaku dalam sistem komunikasi.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apa perbedaan serat mode tunggal dan multimode?
Serat mode tunggal memiliki inti yang lebih kecil dan hanya menerima cahaya di sepanjang sumbunya. Mereka menggunakan laser kecil dan untuk transmisi jarak jauh berkecepatan tinggi. Serat multi-mode memiliki inti yang lebih besar dan menerima cahaya dari berbagai sudut. Mereka menggunakan konektor yang lebih murah dan untuk jarak yang lebih pendek.
Apa perbedaan antara kumpulan serat koheren dan tidak koheren?
Bundel koheren memiliki serat yang disusun untuk mengirimkan gambar dan pencahayaan. Bundel yang tidak koheren tidak memiliki susunan tertentu dan hanya memancarkan penerangan.
Mengapa serat optik lebih baik dibandingkan kabel tembaga?
Fiber optik mempunyai kapasitas yang lebih tinggi. Mereka kebal terhadap gangguan listrik. Mereka membutuhkan lebih sedikit amplifier.
Di mana serat optik digunakan dalam pengobatan?
Mereka digunakan dalam endoskopi. Mereka memungkinkan dokter untuk melihat organ berongga. Mereka juga digunakan dalam artroskop untuk persendian. Beberapa model menggunakan laser untuk pembedahan. Mereka dapat mengukur suhu tubuh dan menganalisis kimia darah.
Kapan pengembangan praktis serat optik dimulai?
Perkembangan praktis dimulai pada awal tahun 1950an. Penggunaan komersial mulai meningkat pada tahun 1980an.
Serat Optik vs. Nirkabel: Kesenjangan Kecepatan
Apakah serat optik lebih baik daripada nirkabel? Jawabannya hampir selalu ya jika Anda peduli dengan kinerja mentah. Fiber menang dalam hal kecepatan dan keandalan. Ia mengirimkan data sebagai cahaya melalui benang kaca. Nirkabel mengirimkannya melalui gelombang udara. Gelombang udara menjadi ramai. Kaca tidak.
Meskipun demikian, nirkabel ada benarnya: kenyamanan. Anda bisa bergerak. Anda tidak perlu kabel dicolokkan ke laptop Anda. Namun jika Anda melakukan streaming video 4K atau menjalankan server, fiber adalah pilihan yang lebih baik.
Terbuat dari Apa Kabel Fiber Optik?
Orang bertanya serat optik terbuat dari apa. Jawabannya sederhana. Itu terbuat dari inti kaca atau plastik. Inti itu dikelilingi oleh lapisan yang disebut cladding. Kelongsongnya memantulkan cahaya kembali ke inti. Ini membuat sinyalnya tetap kuat. Tanpanya, lampu akan bocor. Kabelnya mungkin juga memiliki lapisan pelindung, tetapi intinya adalah untaian kaca.
Singlemode vs. Multimode: Jenis Fiber Mana yang Sesuai dengan Kebutuhan Anda?
Ada dua jenis utama kabel serat optik. Anda perlu mengetahui perbedaannya untuk memilih yang tepat.
- Singlemode: Ini menggunakan inti kecil. Sangat kecil. Ini mengirimkan cahaya langsung ke tengah. Hal ini mengurangi distorsi. Yang terbaik untuk transmisi jarak jauh. Bayangkan tulang punggung internet atau TV kabel sejauh bermil-mil.
- Multimode: Ini memiliki inti yang lebih besar. Cahaya lebih memantul. Pemasangannya lebih murah. Ini bagus untuk jarak pendek. Pusat data sering menggunakan ini.
Jika Anda bertanya tipe mana yang lebih baik untuk rumah Anda, kemungkinan besar itu tidak terlalu menjadi masalah untuk jaringan lokal. Namun bagi penyedia layanan internet Anda, mode tunggal adalah standar untuk koneksi jarak jauh.
Dimana Fiber Optik Digunakan?
Anda mungkin tidak melihat kabelnya, tetapi Anda menggunakannya setiap hari. Fiber optik digunakan untuk transmisi data. Mereka menangani beban berat untuk internet. Mereka membawa sinyal televisi kabel. Mereka mendukung sistem telepon.
Keuntungan utamanya adalah jarak. Kabel ini dapat mengirim data jarak jauh tanpa kehilangan kualitas. Sinyal nirkabel memudar. Sinyal serat tetap tajam. Itulah sebabnya kota-kota besar meningkatkan infrastrukturnya. Mereka meletakkan tulang punggung fisik dunia digital modern.
