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どの分野に質問したらよいのやら…でも理系っぽい?と思ったのでおねがいします。「光ファイバー」って一体なんなのでしょう?クリスマスツリーとかイルミネーションとかで使われてる「光ファイバー」(繊維の先がチカチカ光ってとてもきれい)と通信の分野でよく聞く「光ファイバー」は一緒のものなんですか?そして何からできているんですか?プラスチック?シリコン?お解りになられる方教えて下さい!

A 回答 (7件)

普通に光ファイバというとシリコンではなくシリカではないでしょうか?


シリコンでもドーパントの量で屈折率を変えて光を導く構造をつくることも可能ですが
ファイバー状に加工するのは困難なように思います。
シリコーンでもできますが、ちょっとブヨブヨなので、
たぶんシリカ=石英のことだと思います。

みなさんのおっしゃっているとおりですが、
「通信の分野でよく聞く「光ファイバー」は」シリカです
(海底ケーブルや幹線網は間違いなくこれです。
 逆にオーディオ用はプラスチックですよね。)。
理由は損失が非常に小さいからです
(損失としては0.5dB/km以下程度でしょう)。
また、シリカのファイバーの場合は単一モードファイバーといって、
信号の形を崩さずに遠くまで届けることができる構造をとって
構造的にも遠くに飛ばせるようにしています。
ただし、最近のプラスチックファイバでは構造を工夫して百メートルのオーダーで1ギガビット/秒ぐらいの伝送が可能になってきています。

クリスマスツリーとかイルミネーションとかで使われてる「光ファイバー」は単純にプラスチックを糸状にしたものでチンダルが発見した光を運ぶ水と同じだと思います。

参考URL:http://s-kurukuru.jst.go.jp/room/sp/kagaku/himit …
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皆さんが答えられているとおりですが、光が外に漏れない理屈について補足を。


多くの方が「全反射による」と言う理由をあげておられますが、もう一つ、「屈折による」方法があります。どなたかが、述べられているようにコア部分の外側から内側に向けて徐々に屈折率を変え、外に漏れそうな光が内側に屈折し、中心部のみを通って行くというものです。
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以下の参考URLサイトは参考になりますでしょうか?


「光ファイバー」

ご参考まで。

参考URL:http://www.infonet.co.jp/ueyama/ip/glossary/opti …
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今日は(^^; 



光ファイバーは日本人の発明です。その人の名前は、「西澤潤一」先生です。その作成技術についても、日本の技術者に示唆していましたが、その技術者が無視してしまったために、アメリカの技術が導入されてしまいました。その技術者は大変申し訳ないことをしましたと、西澤先生に謝っていましたヨ!本当に残念です。また、光ファイバーの特許は日本ではなぜか認められていません。先生は日本人の発明であることを残したいと言っておられました。先生のお顔はTVでもよくお見かけいたします。

gooのトップページで、光ファイバーの発明者:「西澤潤一」で検索して下さい。
1000件近くのサイトがヒットします。

この中に、いろいろ参考になるところがあるはずです。
先生の言葉「愚直一徹」を紹介しておきます。

http://www.itsendai.com/slabo/hikari/

参考URL:http://www.itsendai.com/slabo/hikari/
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光ファイバーはプラスチック系、ガラス系のものがあり、いずれも通常の透き


ガラスの何万倍もの透明度を持つ素材を繊維状にしたものです。

光ファイバーの端から入った光はファイバー内部で全反射(外に飛び出さず、
中で鏡のように全て反射させる)を繰り返して、もう一方の端まで届きます。

おもちゃ用のものと通信用のものは構造が少し違います。
(おもちゃ用のものは構造が単純になっていて、安いです)

ちなみに通信用で遠距離をつないでいる光ファイバーは、さすがに光が弱まって
しまうので途中に光を増幅させるための装置があります。
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光ファイバーは、プラスチック製のものと、ガラス(ま、シリコンとも呼べるかな)製のものがあります。

大体、プラスチックがほとんどでしょう。
どちらにしても、窓ガラスなどに使われる普通のガラスに比べ、極端に透明の度合の高い材質です。(特に通信用は、何十キロという距離でも光が通じます)
芯部分(コア)と鞘部分(クラッド)の2重構造になっていて、どちらも同じように透明だけど屈折率(光の通り方)の違う材料で作ってあります。このようにすると、それらの境目で、「全反射」と呼ばれる現象が起きて、外側に漏れようとする光を内側にはね返すので光がもれずに遠くまで送ることができます。
おもちゃ用だと、2重構造になっていない(鞘部分を「空気」で代用している)ものも多いようです。
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ファイバー(Fiber)とは繊維(糸)という意味え、光を伝える繊維(細い管)を意味します。


光ファイバーはCDプレイヤーや病院で胃や血管の中を観察するとき、クリスマスツリーなどの装飾用具などに使われています。
光ファイバーには、二酸化ケイ素でできているもの、いろいろな金属と酸素の化合物でできているもの、プラスチックでできているものなど、いくつかの種類があります。
どの光ファイバーでも光が伝わる原理は同じで、管の外側は屈折率が低く、管の内側は屈折率が高いの、光は管からもれずに管の中で反射を繰り返しながら遠くまで伝わっていく、という仕組みです。
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