Optično vlakno je zelo tanko vlakno optično čiste snovi, po katerem lahko potuje svetloba. Uporabljamo ga za prenos tako vidne svetlobe kot tudi infrardečega in ultravijoličnega valovanja. Najpogosteje so optična vlakna narejena iz kremenčevega (kvarčnega) stekla, ki je čisti silicijev dioksid v amorfni strukturi, redkeje pa iz umetnih snovi. Optično vlakno je sestavljeno iz jedra (sredice) velikosti od nekaj μm do nekaj sto μm, po kateri potuje svetloba, obloge (plašča) velikosti od 125 do 650 μm, ki omejuje potovanje svetlobo izven jedra. Razširjanje svetlobe po vlaknu temelji na pojavu popolnega (totalnega) odboja, do katerega pride na meji med jedrom z večjim in oblogo z manjšim lomnim količnikom.

Steklo jedra skoraj brez izgub prenaša svetlobo na širokem območju valovnih dolžin. Ker večino izgub prispevajo nečistoče, je zelo pomembna čistost kremenčevega stekla. Absorpcija v kremenčevem steklu je še posebej nizka okoli valovne dolžine 1,5 μm, kjer znašajo izgube okoli 0,2 dB/km. Steklenemu optičnemu vlaknu je dodan še polimerni ovoj (debelina 250–1400 μm), ki ščiti stekleno strukturo pred mehanskimi poškodbami. V telekomunikacijskih vlaknih ima zaščitni polimer višji lomni količnik od obloge in visoko slabljenje, da se s tem odstrani morebitno potovanje svetlobe po oblogi, kar bi motilo prenos informacijskega signala. Kabel z optičnimi vlakni je sklop, podoben električnemu kablu, vendar vsebuje eno ali več optičnih vlaken. Zaščitna cev z optičnimi vlakni vsebuje želatino, ki izdatno zmanjšuje vpliv mehanskih sil na kvaliteto prenosa. V splošnem je še več zaščitnih plasti, ki zavisijo od področja uporabe. Zgornji kabel na sliki vsebuje tudi zelen kovinski plašč, ki je bil v začetku (v osemdesetih letih prejšnjega stoletja) zahtevan pri vseh poštnih prenosih. Kasneje se je pokazalo, da zaradi udarov strel pride do poškodb na obeh priključenih centralah, zato se kovinski plašč ni več uporabljal.

Optični kabli se široko uporabljajo za prenose signalov na velike razdalje (npr. več deset km) v telekomunikacijah, kjer nadomeščajo bakrene vodnike. Njihova prednost je v bistveno večji količini informacij, ki jih je mogoče prenesti po enem vlaknu, majhnih izgubah in neobčutljivosti na elektromagnetne motnje iz okolice. Vlakna so uporabna tudi za hitre podatkovne povezave med različnimi deli zgradbe, za osvetljevanje ali prenos slike, na primer v endoskopiji. Posebne izvedbe optičnih vlaken se uporabljajo v vlakenskih laserjih.

https://sl.wikipedia.org/wiki/Optično_vlakno
https://en.wikipedia.org/wiki/Fiber-optic_cable

Vodenje svetlobe s pomočjo totalnega odboja sta prvič demonstrirala Jean-Daniel Colladon in Jacques Babinet v Parizu leta 1842. Alexander Graham Bell in Charles Sumner Tainter sta leta 1880 v Voltovem laboratoriju v Washingtonu izumila fotofon, ki je prenašal glasovni signal na svetlobnem žarku.

Prvi primeri uporabe optičnih vlaken so se pojavili v začetku 20. stoletja kot sredstvo za komunikacije na kratke razdalje in za prenos slike v medicini, npr. v zobozdravstvu ali pri pregledovanju želodca. Načelo prenašanja slike z optičnimi vlakni sta neodvisno demonstrirala Clarence Hansell in John Logie Baird v dvajsetih letih 20. stoletja. Primer uporabe optičnega vlakna v gastroskopu je bila prvič predstavljen leta 1956.

Prelomni dogodek za uporabo optičnih vlaken za komunikacijo na daljše razdalje se je zgodil leta 1965, ko sta Charles Kuen Kao in George Alfred Hockham ugotovila, da so izgube pri prenosu v obstoječih vlaknih v večji meri posledica nečistoč in ne fizikalnih načel, kakršno je na primer sipanje. Na ta način bi lahko izgube iz 1000 dB/km, kolikor so tipično znašale v takrat obstoječih vlaknih, zmanjšali pod 20 dB/km. Ugotovila sta, da je najprimernejša snov za izdelavo optičnih vlaken zelo čisto kvarčno steklo. Za to odkritje je Kao prejel Nobelovo nagrado za fiziko leta 2009.

Leta 1970 so pri Corning Glass Works iz New Yorka izdelali optična vlakna s slabitvijo 20 dB/km. Vlakna so bila sicer občutljiva na poškodbe, vendar so poskusi potrdili izredno majhno slabitev svetlobnih žarkov. Nekaj let kasneje so izdelali optično vlakno z izgubami 4 dB/km, kar je omogočilo prenos signalov na daljše razdalje. Današnji kabli iz optičnih vlaken imajo slabitev od 0,2 do 0,3 dB/km, kar omogoča še večje razdalje med ojačevalniki signalov.

V osemdesetih letih se je v Sloveniji z optičnimi vlakni ukvarjalo podjetje Fotona. Izdelovali so vlakna in tudi kable.

https://sl.wikipedia.org/wiki/Optično_vlakno