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광섬유는 어떤 것을 이용해 빛을 내나요?

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RE : RE:광섬유...

강지* 2009-09-16

광섬유는 전반사를 이용한 것입니다.

1870년 영국의 과학자 존 틴들은 떨어지는 물줄기 안으로 빛을 비추자 빛이 곡선을 그리며 바닥으로 떨어지는 물줄기 안에 갇혀서 진
행하는 것을 발견하게 됩니다. 이것이 전반사입니다. 전반사는 빛이 물처럼 조밀한 매질에서 공기처럼 덜 조밀한 매질로 진행하다가
경계면을 만나면 어떤 각도에서 100% 반사되는 것입니다. 빛은 어떤 매질에 닿으면 굴절하게 되지요. 하지만 빛이 경계면에 닿을때
통과하지 못하고 반사되는 각도가 있습니다. 전반사는 그렇게 되는 것입니다.

광섬유의 중심부에는 굴절율이 높은 유리를 두고 바깥은 굴절률이 낮은 유리를 사용하여 중심부를 통과하는 빛이 전반사가 일어나도
록합니다. 그러면 빛은 광섬유 중심 쪽으로 반사되기 때문에 빛은 바깥으로 새지 않고 광섬유를 따라 진행하게 됩니다. 광섬유가 휘더
라도 빛은 계속 광섬유를 따라 진행할 수 있습니다.

1970년대만 해도 광섬유는 빛이 진행하다가 90%이상 흠수되어 손실률이 높았습니다. 하지만 지금은 불순물이 적고 매우 투명한 고순
도의 석영을 코어로 사용하기 때문에 에너지 손실이 적고 데이터 손실률도 낮아 통신분야에서 많이 이용되고 있습니다.

광섬유에서 쓰이는 광원은 대개 레이저를 씁니다. 레이저가 파장이 일정하여 직진성이 강하기 때문입니다.

광섬유를 통해 정보를 보내려면 디지탈신호를 빛의 신호로 바꿔야 합니다. 예를 들어 전화를 사용할때를 보면 사람이 말한 음성은 디
지털신호로 변환된 후 다시 빛의 펄스 형태로 변환됩니다. 이것이 광섬유 케이블을 통해 전달되면 다시 변환을 거쳐 상대방에게 들리
게 됩니다. 컴퓨터도 전기신호를 빛으로 바꾸어 케이블을 통해 전달됩니다. 한마디로 전기신호를 빛으로 바꾸어 광섬유를 통화해 다
시 전기신호를 바꾸는 것입니다. 때문에 광섬유를 사용하기 위해서는 빛에 신호정보를 추가할 수 있는 광변복조기와 빛과 전기 신호
로 상호 변환할 수 있게 해주는 변환기가 필요합니다.


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