ما هي الألياف البصرية

الموصل الكهربائي هو أداةٌ يتم استخدامها لربط وإنشاء دائرة كهربائية حيث يتم تصنيع هذه الموصلات أو تكوينها ليتم استخدامها لإيصال الطاقة والبيانات والتطبيقات السمعية والبصرية ويمكن تقسيم الموصلات الكهربائية إلى أربع فئات أساسية هي: موصلات متصلة دائمة من خلال أداة ثابتة أو كابل، موصلات على شكل لوحات يتم توصيل الكابل بجهاز ثابت، موصلات ملحومة على لوحة لمجموعة من الدوائر الكهربائية وموصلات لصق ترتبط بشكل أساسي مع السلك أو الكابل وعادة ما تستخدم في تطبيقات الحاسوب، وسيجيب هذا المقال عن سؤال: “ما هي الألياف البصرية ؟”.[١]
ما هي الألياف البصرية
في إجابة مفصّلة أكثر عن سؤال: “ما هي الألياف البصرية ؟” فإن علم الألياف البصرية هو علم يبحث في نقل البيانات والصّوت والصّورة من خلال استخدام الضّوء عبر هذه الألياف الرقيقة في مجال الاتصالات السّلكيّة واللّاسلكيّة المختلفة، وتقوم تكنولوجيا الألياف البصرية محلّ الأسلاك النحاسيّة أو المعدنيّة التي تم استخدامها سابقًا في خطوط الهاتف وتستخدم لربط أجهزة الحاسوب ضمن الشّبكات ناهيك عن فائدتها الطبيّة من خلال عمليات التنظير الداخلي للجسم.[٢]
وتتكوّن الألياف البصرية في معظم الأحيان من الزجاج وبقطر يبلغ 125 ميكرون أي ما يعادل 0.125 ملم مكوّن من الطّبقة العاكسة الخارجية وأسطوانة الإرسال الداخلية، ويقوم مبدأ عمل الألياف البصرية من خلال عمليّة الانعكاس الداخلي الكلي حيث تنتشر الأشعة الضوئية في الألياف لمسافة كبيرة مع انخفاض في الكثافة بالاعتماد على المسافة وحسب طول موجة الضوء وتكوين الألياف.[٢]
ولقد ظهرت الألياف الزّجاجية في أوائل الخمسينيّات من القرن الماضي، واقتصر استخدامها في عمليات التّنظير، في عام 1966 قام المهندسان تشارلز كاو وجورج هوكهام باستخدام الألياف في الاتصالات من مادة السليكا ذات النّقاء العالي لتسهيل نقل الإشارات الضوئية بالأشعة تحت الحمراء لمسافة 100 كيلومتر، كما تم استخدام الألياف البلاستيكية أيضًا كونها أرخص وأكثر مرونة من الألياف الزجاجية.[٢]
مقارنة بين الألياف الضوئية والأسلاك النحاسية
بعد معرفة “ما هي الألياف البصرية” ومع تطوّر كوابل الألياف الضوئية أصبح استخدام الأسلاك النحاسية موضع شك بسبب عيوبه الكبيرة ورغم أن النحاس لا يزال مهمًا في وقتنا الحالي فإن أنظمة الألياف البصرية هي أنظمة المستقبل، وفيما يأتي أبرز العوامل التي جعلت الألياف البصرية تتفوق على الأسلاك النحاسية وهي:[٣]
الكلفة: تعتبر كلفة النحاس كبيرة بالنسبة للألياف البصرية بسبب تكاليف التخزين خاصة لحمايته من التعرّض للأكسجين إضافةً إلى ثقلها مما يؤدي لارتفاع في تكاليف الشحن.
التآكل: هي أحد أخطر عيوب الأسلاك النحاسية فهي قابلة للتآكل والأكسدة أي أن متوسط عمرها أقصر من كوابل الألياف الضوئية.
خطر التداخل الكهربائي: تعتبر الأسلاك النحاسية من المواد المعرّضة لحدوث تداخل كهربائي كبير فيها مما يؤدّي إلى إشارةٍ أقل وضوحًا من الألياف البصرية أي أنّها أكثر خطورةً من الألياف الضوئية.
الترابط: يتم رفض النحاس في صناعة أشباه الموصلات حيث أنّ الأسلاك النحاسية غير موثوق بها وغير فعّالة علاوةً على اعتقاد الكثيرين أن النّحاس لم يعد مناسبًا للاستخدام في المشاريع التي يتوفر فيها العديد من الأسلاك المعقّدة.