Sợi quang, viết tắt của sợi dẫn quang, là sợi làm bằng thủy tinh hoặc nhựa có thể được sử dụng làm công cụ dẫn ánh sáng.Nguyên lý truyền là 'sự phản xạ toàn phần của ánh sáng'.Cựu Hiệu trưởng Đại học Trung Quốc Hồng Kông Charles Kao và George A. Hockham lần đầu tiên đề xuất ý tưởng rằng sợi quang có thể được sử dụng để truyền thông tin liên lạc và Charles Kao đã đoạt giải Nobel Vật lý năm 2009.
Sợi quang là một loại vật liệu thủy tinh rắn mỏng, mềm, bao gồm lõi sợi, lớp ốp và lớp phủ.Nó có thể được sử dụng như một công cụ dẫn ánh sáng.
· Cốt lõi: nằm ở trung tâm của sợi quang, thành phần silica có độ tinh khiết cao là thủy tinh.
· Tấm ốp: nằm xung quanh lõi, thành phần của nó cũng là silica có độ tinh khiết cao.Lớp ốp cung cấp bề mặt phản chiếu và cách ly quang học để truyền ánh sáng và đóng một vai trò nhất định trong bảo vệ cơ học.
· Lớp phủ: lớp ngoài cùng của sợi, bao gồm acrylate, cao su silicon và nylon.Lớp phủ bảo vệ sợi khỏi bị xói mòn do hơi nước và mài mòn cơ học.
Việc thực hiện truyền thông cáp quang dựa trên nguyên tắc phản xạ toàn phần của ánh sáng.Khi ánh sáng truyền vào tâm sợi, chiết suất n1 của lõi sợi cao hơn chiết suất của lớp bọc n2 và độ suy hao của lõi sợi thấp hơn so với lớp bọc nên ánh sáng sẽ xảy ra toàn phần. Hiện tượng phản xạ, năng lượng ánh sáng chủ yếu được truyền trong lõi sợi, với sự trợ giúp của phản xạ toàn phần liên tục, ánh sáng có thể được dẫn từ đầu này sang đầu kia.
Nguyên lý hoạt động của cáp quang: ở đầu phát, thông tin cần truyền (chẳng hạn như giọng nói) trước tiên được chuyển thành tín hiệu điện, sau đó được truyền đến chùm tia laser thông qua tia laser.Cường độ ánh sáng sẽ thay đổi theo tần số của tín hiệu điện và được truyền ra ngoài qua sợi quang.Ở đầu nhận, máy dò được chuyển thành tín hiệu điện sau khi nhận được tín hiệu quang và thông tin gốc được phục hồi sau khi xử lý.
Sợi quang làm bằng sợi thủy tinh bên trong sợi quang có thể truyền tín hiệu quang đi xa hàng nghìn km và kết hợp hàng trăm nghìn sợi quang lại với nhau để tạo thành cáp quang giống như cáp, điều này không chỉ giúp cải thiện độ bền của sợi quang mà còn làm tăng đáng kể khả năng giao tiếp.
Tốc độ truyền ánh sáng trong các chất khác nhau là không giống nhau nên khi từ chất này sang chất khác, điểm nối của hai chất sẽ bị khúc xạ và phản xạ, Góc của ánh sáng phản xạ sẽ thay đổi theo Góc của ánh sáng tới.Khi Góc của ánh sáng tới đạt hoặc vượt quá một Góc nhất định thì ánh sáng phản xạ sẽ biến mất và toàn bộ ánh sáng tới sẽ bị phản xạ trở lại, tức là sự phản xạ toàn phần của ánh sáng.
Tín hiệu quang được truyền đến điểm cuối sau khi khúc xạ trong sợi quang.Tín hiệu quang sẽ bị phân tán hoặc suy giảm sau khi khúc xạ nên cần phải khuếch đại tín hiệu quang sau mỗi 50 km.
