استخدامات الألياف الضوئية وتطبيقاتها في حياتنا

فيما يأتي توضيح لأبرز المجالات التي تُستخدم فيها:

مجال الاتصالات 

تُستخدم الألياف الضوئية في قطاع الاتصالات لنقل المعلومات والبيانات، مثل الصور، والأصوات، ومقاطع الفيديو، وغيرها، من المرسل إلى المستقبل، على هيئة نبضات من إشارات الأشعة تحت الحمراء، نظراً لقدرتها على نقل البيانات بسرعة ودقة، مع استهلاكٍ قليلٍ للطاقة ودرجة أمان مرتفعة بنطاق ترددي كبير، وفقدانٍ أقل للإشارة، وغيرها من الميزات الأخرى. 

وفي مجال الاتصالات الهاتفية، تسمح الألياف الضوئية للمستخدمين بالاتصال ببعضهم البعض بسرعة كبيرة خلال جزء من الثانية، لأن الإشارة تتدفق خلالها بسرعة الضوء، كما تساعد في التخلص من مشكلة التأخير والتقديم في الصوت، مما يجعل المكالمة أكثر وضوحاً وراحة للمستخدمين، علماً بأن كابلات الألياف الضوئية المستخدمة للاتصالات الخلوية تُجمع معاً، وتوضع تحت الأرض أو تحت سطح البحر، وهذا بدوره يزيد أمان الإشارة، ويقلل من احتمالية حدوث التداخل الكهرومغناطيسي.

مجال الإنترنت

يُعدّ استخدام الألياف الضوئية في كابلات الإنترنت من أبرز الأمثلة التطبيقية على استخدامها؛ فهو أفضل بكثير من استخدام الأسلاك التقليدية المصنوعة من النحاس، نظراً لمرونتها، وخفة وزنها، وسرعتها في نقل البيانات بوقت أقل من الوقت اللازم لنقلها عن طريق الأسلاك النحاسية. 

مجال الصناعة 

تُستخدم الألياف الضوئية في مجال الصناعة لأغراض البحث والفحص والاختبار، حيث تُستخدم للوصول إلى الأماكن والأجزاء الداخلية التي يصعب الوصول إليها عادةً.

وفي مجال صناعة السيارات مثلاً؛ تُستخدم الألياف الضوئية لإضاءة الأجزاء الداخلية والمصابيح الخارجية للسيارة، نظراً لكونها تشعّ ضوءاً ساطعاً للغاية، وتشغل مساحة صغيرة نسبياً، ومرنة، واقتصادية، إضافةً إلى استخدامها لإنشاء اتصال جيد بين الأجزاء المختلفة للسيارة، على سبيل المثال عند وقوع حادث، فإن الألياف الضوئية تنقل الإشارة الناتجة عن مستشعر الاصطدام إلى الدوائر الداخلية للسيارة، وتساعد في تفعيل نظام الوسائد الهوائية مثلاً؛ لحماية الركاب بسرعة، نظراً لسرعتها الفائقة في نقل الإشارات. 

التطبيقات الفضائية

من الميزات التي تجعل استخدام الألياف الضوئية في التطبيقات الفضائية مفيداً للغاية؛ أن الإشارة المنقولة عبرها لا تتأثر بالتداخل الكهرومغناطيسي، وتتيح أقصى عرض ممكن للنطاق الترددي (نطاق الترددات الذي يمكن استخدامه لنقل الإشارات)، إضافة إلى مرونتها، وخفة وزنها، ومن الأمثلة على ذلك، استخدامها في الاتصالات عبر الأقمار الصناعية، وفي الرادار الضوئي، وفي عملية مراقبة وتحليل الغلاف الجوي، وغيرها. 

التطبيقات العسكرية 

تُستخدم الألياف الضوئية في العديد من التطبيقات العسكرية؛ نظراً لكونها آمنة للغاية، حيث يمكن من خلالها المحافظة على خصوصية المعلومات والبيانات الحساسة، وضمان عدم وصولها لأي شخص آخر غير الأشخاص المعنيين، مثل استخدامها في التحكم في تشغيل أنظمة الأسلحة، وفي عملية تبادل بيانات المهام بسرعة وسرية تامة، وغيرها من التطبيقات. 

أجهزة التفتيش

يستخدم مهندسو الفحص والصيانة الألياف الضوئية على نطاقٍ واسع؛ لما لها من ميزات تخدم هذا المجال، مثل مرونتها العالية، وإتاحتها لمجال رؤية واسع، وسرعة نقلها للمعلومات والبيانات، وتقليلها من احتمالية فقدان الإشارة أو ضعفها.

وعلى سبيل المثال في بعض التطبيقات تُثبَّت كاميرا صغيرة على أنبوب طويل ومرن من الألياف الضوئية، ويجري إدخاله وتمريره إلى أماكن يصعب الوصول إليها عادةً، لتلتقط الكاميرا بدورها الصور، وتسجّل مقاطع الفيديو التي تتيح للمهندس أو فني التفتيش رؤية الأمور التي تهمّه، أو فحص الجهاز، أو أي غرض آخر. 

مجال الطب والرعاية الصحية 

تُستخدم الألياف الضوئية في صناعة العديد من الأجهزة والمعدات الطبية، نظراً لرقّتها ومرونتها المرتفعة، إضافة إلى كونها آمنة، ولا تتسبب بظهور  أعراض جانبية خطرة، أو آثار سلبية على المرضى، وعدم إصدارها لأي نوع من الإشعاع الضار.

ومن الأمثلة على ذلك أجهزة المختبرات، كمنظار العين، ومنظار الأذن، والمنظار الداخلي، وأدوات التشخيص التي تُستخدم لرؤية أجزاء الجسم الداخلية، من خلال إدخالها في تجاويف الجسم، كما يمكن استخدام الألياف الضوئية كأشعة ليزر في عمليات التنظير، والعمليات الجراحية، والفحص المجهري، وغيرها العديد من التطبيقات.

المراجع 

[1] britannica.com, fiber optics
[2] personal.utdallas.edu, FIBER OPTIC COMMUNICATIONS
[3] holightoptic.com, 9 Applications of Optical Fiber in Daily Life
[4] byjus.com, What Is Optical Fiber?