فیبر نوری یکی از محیط های انتقال داده با سرعت بالا است که از پالس های نـور بـرای انتقـال داده هـا ازطریق تارهای سیلیکون بهره می گیرد.
یک کابل فیبر نوری که کمتر از یک اینچ قطر دارد مـی توانـد صـدها هزار مکالمه صوتی را حمل کند.
فیبرهای نوری تجاری ظرفیت ۵/۲ تا ۱۰ گیگا بایت درثانیه را فـراهم مـیسازند.
امروزه از فیبر نوری در موارد متفاوتی نظیر شبکه هـای تلفـن شـهری و بـین شـهری، شـبکه هـای کامپیوتری و اینترنت استفاده بعمل می آید.
در اوایل سال ۱۹۶۰ میلادی با اختراع اشعه لیزر ارتباطات فیبر نوری ممکن گردید. فیبرنوری بسیار سبک‌تر و ارزان‌تر از کابل مسی است و ظرفیت انتقالی تا چندین هزار برابر کابل مسی دارد.
فیبر نوری، رشته ای از تارهای بسیار نـازک شیشـه ای بوده که قطر هر یک از تارها نظیر قطـر یـک تـارموی انسـان اسـت. تارهـای فـوق در کـلاف هـائی سازماندهی و کابل های نوری را بوجود می آورند. از فیبر نوری بمنظـور ارسـال سـیگنال هـای نوری درمسافت های طولانی استفاده می شود.
در دهه ۱۸۴۰،
فیزیکدانان دانیل کولودون و ژاک بابینه نشان دادند که نور می تواند در امتداد فواره های آب هدایت شود. در سال ۱۸۵۴، جان تیندال، فیزیکدان بریتانیایی، نشان داد که نور می تواند از طریق جریان منحنی آب عبور کند و در نتیجه ثابت کند که یک سیگنال نوری می تواند خم شود. او این را با راه اندازی یک مخزن آب با لوله ای که یک طرف آن تمام شده بود ثابت کرد. هنگامی که آب از لوله جاری شد، نوری را به مخزن به داخل جریان آب تابید. با پایین آمدن آب، قوس نوری آب را دنبال کرد.
الکساندر گراهام بل یک سیستم تلفن نوری به نام فوتوفن را در سال ۱۸۸۰ ثبت اختراع کرد. در همان سال، ویلیام ویلر سیستمی از لوله‌های نور را اختراع کرد که با پوششی بسیار انعکاسی پوشانده شده بودند که با استفاده از نور یک لامپ قوس الکتریکی که در زیرزمین قرار داشت و نور را با لوله‌ها به اطراف خانه هدایت می‌کرد، خانه‌ها را روشن می‌کرد.
پزشکان راث و رویس از وین، در سال ۱۸۸۸ از میله های شیشه ای خم شده برای روشن کردن حفره های بدن استفاده کردند. مهندس فرانسوی هنری سن رنه، هفت سال بعد در تلاش اولیه در تلویزیون، سیستمی از میله های شیشه ای خمیده را برای هدایت تصاویر نور طراحی کرد. در سال ۱۸۹۸، دیوید اسمیت آمریکایی برای ثبت اختراع یک روشن کننده دندان با استفاده از یک میله شیشه ای منحنی درخواست کرد.
در دهه ۱۹۲۰،
جان لاگی بیرد ایده استفاده از آرایه‌های میله‌های شفاف را برای انتقال تصاویر برای تلویزیون به ثبت رساند و کلارنس دبلیو هانسل نیز همین کار را برای فاکسی‌میل انجام داد. با این حال، هاینریش لام اولین کسی بود که در سال ۱۹۳۰ تصویری را از طریق بسته‌ای از فیبرهای نوری ارسال کرد. این تصویری از یک رشته لامپ بود. قصد او این بود که به قسمت‌های غیرقابل دسترس بدن نگاه کند، اما ظهور نازی‌ها، لام، یهودی را مجبور کرد به آمریکا نقل مکان کند و رویای خود را برای تبدیل شدن به یک استاد پزشکی رها کند. تلاش او برای ثبت اختراع به دلیل ثبت اختراع بریتانیایی هانسل رد شد.
در سال ۱۹۵۱،
هولگر مولر برای ثبت اختراع دانمارکی در زمینه تصویربرداری فیبر نوری درخواست کرد که در آن او پوشش الیاف شیشه یا پلاستیک را با مواد شفاف با شاخص پایین پیشنهاد کرد، اما به دلیل حق ثبت اختراع بیرد و هانسل رد شد. سه سال بعد، آبراهام ون هیل و هارولد اچ. هاپکینز بسته‌های تصویری را در زمان‌های جداگانه در مجله بریتانیایی نیچر ارائه کردند. ون هیل بعداً یک سیستم فیبر روکش دار تولید کرد که تداخل سیگنال و تداخل بین فیبرها را تا حد زیادی کاهش داد.
همچنین در سال ۱۹۵۴،
“maser” توسط چارلز تاونز و همکارانش در دانشگاه کلمبیا ساخته شد. میزر مخفف “تقویت مایکروویو با انتشار تحریک شده تشعشع” است.
لیزر در سال ۱۹۵۸
به عنوان منبع نور کارآمد معرفی شد. این مفهوم توسط چارلز تاونز و آرتور شاولو معرفی شد تا نشان دهد که میزرها می توانند در مناطق نوری و مادون قرمز کار کنند. اساساً، نور در یک محیط پرانرژی به عقب و جلو بازتاب می‌شود تا نور تقویت‌شده تولید کند، برخلاف مولکول‌های گاز تحریک‌شده که برای تولید امواج رادیویی تقویت می‌شوند، همانطور که در مورد میزر وجود دارد. لیزر مخفف “تقویت نور با انتشار تحریک شده تشعشع” است.
در سال ۱۹۶۰،
اولین لیزر گازی هلیوم-نئون به طور مداوم اختراع و آزمایش شد. در همان سال یک لیزر قابل استفاده اختراع شد که از یک کریستال یاقوت صورتی مصنوعی به عنوان واسطه استفاده می کرد و یک پالس نور تولید می کرد.
در سال ۱۹۶۱،
الیاس اسنیتزر از امریکن اپتیکال توصیفی نظری از فیبرهای تک حالته منتشر کرد که هسته آنها آنقدر کوچک بود که می توانست نور را تنها با یک حالت هدایت موج حمل کند. اسنیتزر توانست لیزری را نشان دهد که از طریق یک فیبر شیشه ای نازک هدایت می شود که برای کاربردهای پزشکی کافی بود، اما برای کاربردهای ارتباطی اتلاف نور بسیار زیاد شد.
چارلز کائو و جورج هاکام، از آزمایشگاه‌های ارتباطات استاندارد در انگلستان، مقاله‌ای را در سال ۱۹۶۴ منتشر کردند که از نظر تئوری نشان می‌داد که اتلاف نور در الیاف شیشه‌ای موجود را می‌توان با حذف ناخالصی‌ها به طور چشمگیری کاهش داد.
در سال ۱۹۷۰،
هدف ساخت الیاف تک حالت با تضعیف کمتر از ۲۰dB/km توسط دانشمندان Corning Glass Works به دست آمد. این امر از طریق دوپینگ شیشه سیلیکا با تیتانیوم به دست آمد. همچنین در سال ۱۹۷۰، مورتون پانیش و ایزو هایاشی از آزمایشگاه‌های بل، همراه با گروهی از مؤسسه فیزیکی آیوف در لنینگراد، یک لیزر دیود نیمه‌رسانا را نشان دادند که قادر به انتشار امواج پیوسته در دمای اتاق بود.
در سال ۱۹۷۳، آزمایشگاه‌های بل یک فرآیند رسوب بخار شیمیایی اصلاح‌شده را توسعه دادند که بخارات شیمیایی و اکسیژن را گرم می‌کند تا شیشه‌های بسیار شفافی را تشکیل دهد که می‌تواند به صورت انبوه به شکل کم تولید شود.
یک فیبر نوری از سه بخش متفاوت تشکیل شده است:
۱- هسته یا Core هسته شامل یک تار کاملاً بازتاب کننده از شیشه خالص (معمولاً) در مرکز فیبر است کـه سـیگنال هـای نوری در آن حرکت می نمایند. قطر این بخش، بسته به نوع فیبر چیـزی بـین ۵ تـا ۵۰۰ میکرون است.
۲- روکش یا Cladding بخش خارجی فیبر بوده که دورتا دور هسته را احاطه کرده و باعث برگشت نور منعکس شده بـه هسـته مـیگردد.
این عمل بازتاب نور به مرکز هسته را (بازتاب داخلی کلی) مـی نامنـد،. روکـش، یـک لایـه حائـل پلاستیکی می باشد که به منظور محافظت از Core مورد استفاده قرار می گیرد. قطر هسته و پوسته با هم حدود ۱۲۵ میکرون است، کـه درحدود اندازه یک تار موی انسان است.
۳- Buffer Coating روکش پلاستیکی که باعث حفاظت فیبر در مقابل رطوبت و سایر موارد آسیب پذیر است.
صـدها و هـزاران نمونه از رشته های نوری فوق در دسته هائی سازماندهی شده و کابل های نوری را بوجود می آورنـد. هـریک از کلاف های فیبر نوری توسط روکش هائی با نام Jacket محافظت می گردند که جنس آن از تفلـونیا PVC می باشد.
برای تولید فیبر نوری، نخست ساختار آن در یک میله شیشه‌ای موسوم به پیش‌سازه از جنس سیلیکا ایجاد می‌گردد و سپس در یک فرایند جداگانه این میله کشیده شده تبدیل به فیبر می‌شود. از سال ۱۹۷۰ روش‌های متعددی برای ساخت انواع پیش‌سازه‌ها به کار رفته‌است که اغلب آنها بر مبنای رسوبد دهی لایه‌های شیشه‌ای در داخل یک لوله به عنوان پایه قرار دارند.
در فیبرهای نسل سوم، فیبرهایی را مد نظر داشتند که دارای کمترین تلفات باشند. برای دستیابی به این نوع فیبرها، پژوهشگران از حداقل تلفات در طول موج ۱۵۵۰ نانومتر و از حداقل پاشندگی در طول موج ۱۳۱۰ نانومتر بهره جستند و فیبری را طراحی کردند که دارای ساختار نسبتاً پیچیده‌تری بود.
در عمل با تغییراتی در پروفایل ضریب شکست فیبرهای تک مد از نسل دوم، که حداقل پاشندگی آن در محدودهٔ ۱٫۳ میکرون قرار داشت،
به محدوده ۱٫۵۵ میکرون انتقال داده شد و بدین ترتیب فیبر نوری با ماهیت متفاوتی موسوم به فیبر دی.اس. اف (D.S.F. Fiberِ) ساخته شد. فیبر نوری بهترین نوع انتقال اطلاعات در عصر امروزی است.
