Step #19

Comunicare nella scienza applicata

Una disciplina scientifica legata al comunicare è l'optoelettronica, cioè quella branca dell'elettronica che si occupa della trasformazione di segnali elettrici in segnali ottici e viceversa; Il grande impatto di tale disciplina nel campo della comunicazione riguarda le cosiddette fibre ottiche, utilizzate per la trasmissione di segnali di vario genere a grandi distanze e/o a grandi velocità.

Ricetrasmettitore a fibra ottica

Si definisce fibra ottica un materiale costruito da fibre di vetro o fibre di natura polimerica realizzato in modo da consentire il passaggio di luce al suo interno. Le fibre sono costituite da due strati concentrici, uno interno detto core ed uno esterno detto cladding, caratterizzati da due indici di rifrazione diverse in modo da poter consentire la riflessione totale della luce al proprio interno; una fibra funziona quindi come una sorta di "specchio tubolare", che riflette la luce che entra da un'estremità fino a quando non essa giunge all'estremità opposta.

Il grande vantaggio delle comunicazioni ottiche di questo genere risiede nella grande larghezza di banda e dalla loro immunità ai disturbi esterni: per trasmettere quantità sempre maggiori di dati sono infatti richieste frequenze di trasmissione sempre maggiori, e trasportare segnali ad altissima frequenza attraverso cavi con conduttori metallici causa problemi di attenuazione del segnale e di interferenza.

Il principio base della riflessione totale era già utilizzato nel 20° secolo per l'illuminazione e le fibre ottiche erano già impiegate negli anni '50 del 1900 per la trasmissione ottica di immagini; a renderne possibile l'uso nell'ambito delle telecomunicazioni fu l'invenzione, avvenuta nel 1962, del laser a semiconduttore: avendo a disposizione una sorgente compatta di luce coerente, fibre dalla qualità ottica sempre maggiore, ed i fotodiodi (diodo in grado di convertire impulsi ottici in segnali elettrici), era finalmente possibile trasmettere in modo efficace segnali per via ottica ad elevate velocità.

Informazioni tratte da:

• https://www.electronics-notes.com/articles/electronic_components/diode/photodiode-detector-technology.php
• https://it.wikipedia.org/wiki/Fibra_ottica
• https://ethw.org/Semiconductor_Laser
• https://it.wikipedia.org/wiki/Comunicazioni_in_fibra_ottica
• Immagine: Lukas Brinias Side / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5) (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Finisar_GBIC_SX_2.jpg)