Światłowód, falowód służący do przesyłania promieniowania świetlnego. Pierwotnie miał postać metalowych rurek o wypolerowanych ściankach, służących do przesyłania promieniowania podczerwonego. Obecnie w formie włókien dielektrycznych – najczęściej szklanych, z otuliną z tworzywa sztucznego, charakteryzującego się mniejszym współczynnikiem załamania światła niż wartość tego współczynnika dla szkła.

Dzielimy je na jedno i wielo modowe (ilość przesyłanych długości fal). W światłowodach wielomodowych występuje zjawisko zniekształcenia impulsu wyjściowego a co za tym idzie, zmniejszenie prędkości transmisji i odległości, na jaką może być transmitowana. Do transmisji danych, zamiast prądu elektrycznego, wykorzystywana jest odpowiednio modulowana wiązka światła (zapobiega zniekształceniom sygnału), której źródłem może być laser lub dioda LED. Dzięki czemu możliwa jest transmisja danych do 6,875 Tb/s (osiągnięta w 2000 r.) i przepływ danych jest zabezpieczony przed niepowołanym dostępem – nie wytwarzają własnego pola magnetycznego w związku, z czym niemożliwe jest podsłuchanie transmisji. Cechuje go duża odporność na zakłócenia elektromagnetyczne zewnętrzne, stopa błędów mniejsza niż 10^-10 przy najwyższych przepływnościach binarnych, mała tłumienność jednostkowa (zwykle około 0,20dB/km). Odległości na jakie może być transmitowany sygnał (w jedno modowym kablu) bez potrzeby dodatkowego wzmacniania wynosi do 80 do 100 km, zaś ich żywotność wynosi 25 lat. Sieci oparte na światłowodach zwane są FDDI (Fiber Distributed Data Interface). Umożliwiają stosowanie wielu protokołów jednocześnie, co zapewnia wysokoefektywny transfer danych.

Światłowody mają szerokie zastosowanie w elektronice i telekomunikacji.

Chronologia techniki optycznej

2500 p.n.e. – Wynalezienie szkła.
1790 – Claude Chappe we Francji wynalazł „optyczny telegraf”.
1870 – John Tyndall światło widzialne – badania rozchodzenia się fal m. in. w lodzie
1876 – Aleksander Graham Bell wynalazł (1880 opatentował) fototelefon . Urządzenie pozwoliło komunikować się na odległość 200 metrów.
1890 – Efekt światłowodowy w dielektrykach, Lord Tyndal
1910 – Badania i prace teoretyczne nad światłowodami, Lord Rayleigh
1920 – Zastosowanie zgiętych szklanych prętów do oświetlania badanej rzeczy w mikroskopach.
1926 – Francis Jenkins uzyskuje patent na mechaniczny telewizor.
1931 – Owen – Illinois wymyślają metodę produkcji włókien szklanych dla Fiberglas.
1937 – Armand Lamesch zgłasza patent na dwu warstwowe włókna szklane.
1949 – Holger Moller Hansen w Danii na Politechnice w Delft zaczęli badania nad przesyłaniem obrazu w równoległych włóknach.
1955 – Anglik Narinder S. Kapany wynalazł szklane przewodniki światła. Kapany zawiązał do eksperymentów Johna Tyndalla, z roku 1870. Odkrył on, że światło z zakrzywionego strumienia wody nie może ulec rozproszeniu, gdyż z powodu różnych wielkości kątów załamania wody i powietrza na wewnętrznej powierzchni strumienia wody dochodzi do całkowitego odbicia promienia.
1956 – Curtiss sugeruje robienie włókna szklanego z topiącego się pręta szklanego.
1957 – Charles Townes wynajduje pierwszy wzmacniacz mikrofal. Wzmacniacz ten wykorzystuje emisję indukcyjną.
1958 – Charles Townes wynajduje pierwszy tzw. maser optyczny, który emituje wzmocnione optycznie światło. Był to laser (Light amplification by stimulated emission of radiation).
1960 – Artykuł Maimana, w którym opisano doświadczenie ze skupioną wiązką światła czerwonego, wyemitowaną przez kryształ rubinu (szfiru domieszkowanego chromem) „pompwanego” optycznie impulsem elektrycznym z wyładowawczej lampy błyskowej.
1960 – Ali Javan wynajduje lasera helowo – neonowego.
1961 – Pierwszy laser He-Ne. Obecnie wykorzystywany przede wszystkim dla fali 633 nm.
1961 – Elias Snitzer publikuje teoretyczny opis włókna jednomodowego.
1962 – Impulsowy laser GaAs (długość fali ok. 900 nm)
1962 – Wynalezienie półprzewodnikowego lasera (dioda laserowa) działającego impulsowo (laser aby działać musi być zanurzony w ciekłym azocie).
1965 – Propozycja stosowania światłowodów gradientowych w telekomunikacji
1966 – Uzyskano światłowód o tłumienności 20 dB/km.
1966 – Wyeliminowano OH – i dzięki temu tłumienie A spadło z ~1000 dB do kilku dB.
1966 – Niezależnie od siebie Peter Sorokin w USA i Fritz Schafer w RFN wynaleźli laser barwnikowy.
1966 – Charles Kao stosuje po raz pierwszy włókna światłowodu do przesyłania rozmów telefonicznych.
1968 – Publikacja na temat małych strat w bryłach topionego kwarcu.
1968 – Produkcja pierwszego światłowodu telekomunikacyjnego
1970 – Laser pp
1970 – Firma Corning Glass, mająca duże doświadczenie w produkcji szkła krzemowego, które musi być obrabiane w bardzo wysokich temperaturach (1600 do 1800°C) w porównaniu z 600 do 900°C dla szkieł o złożonym składzie, zastosowała inną metodę, która doprowadziła od wyprodukowania włókna o tłumienności rzędu 20 dB/km dla długości fali ok. 900 nm. Obecnie takie włókno wytwarza się w jednym z trzech standardów tzn.: OVD (Oudside Vapour Deposition), MCVD (Modified Chemical VapournDeposition) i VAD (Vapour Axial Deposition).
1970 – W&T wprowadza Wideofon w Pittsburgh.
1972 – Uzyskano światłowód o tłumienności 4 dB/km.
1972 – STL uzyskują 1 Gbit/s poprzez modulacje diody laserowej.
1973 – Bell labs otrzymują diodę laserową o żywotności 1000 godzin.
1974 – Corning Glass światłowody
1975 – Pierwsza komercyjna dioda laserowa. Pracuje w temperaturze pokojowej.
1976 – Bell labs. wytwarza diodę laserową o żywotności 100000 godzin (ponad 11 lat); dioda pracuje w temperaturze pokojowej.
1977 – General Telephone i Electronics przesyłają pierwsze rozmowy telefoniczne przez włókno światłowodowe. Uzyskują 6 Mbit/s. Instalacja znajduje się w Long Beach, California.
1977 – Bell Labs. ogłaszają, że wyprodukowali diodę laserową o żywotności miliona godzin.
1977 – Bell System zaczyna przesyłanie rozmów telefonicznych; uzyskują 45 Mbit/s; instalacja znajduje się w centrum Chicago.
1977 – Pod koniec tego roku zainstalowano linię światłowodową o długości 9 km pomiędzy Stevenage a Hitchin (GB). Przepustowość linii wynosiła 140 Mbit/s, zawierała dwa zdalnie zasilane regeneratory optyczne w odległościach 3 i 6 km od końców trasy.
1977-1978 – Z powodu uzyskania niskich strat dla długich długości fali znów zaczęto się interesować światłowodami jednomodowymi.
1978 – NTT transmisuje 32 Mbit/s; włókno miało długość 53 km; był to światłowód gradientowy.
1978 – NTT wytwarza włókno jednomodowe o tłumienności 0,2 dB/km; dł. fali wynosi 1,55 mikrometra.
1979 – 100 Mb/s na 69 km, na LED
1980 – 565 Mb/s na 110 km
1982 – Połączenie światłowodem Waszyngtonu z Nowym Jorkiem. System ma przepustowość 400 Mbit/s.
1984 – Telecom kładzie pierwsze podwodne włókno.
1985 – Opracowanie wzmacniacza światłowodowego (zespół na University of Southampton). Pompowanie laserem półprzewodnikowym = 650nm 3m włókno dało wzmocnienie 125 dB dla fali = 1.55 µm.
1986 – W&T uzyskuje 1.7 Gbit/s.
1988 – Linn Mollenauer z Bell Labs. pokazują udaną transmisję przez włókno jednomodowe na długości 4000 kilometrów.
1988 – TAT-8 (Transatlantic Telephone Cable) Transatlantyckie włókno o długości 6700 km, składało się z trzech par włókien umożliwiał jednoczesne prowadzenie 40 000 rozmów (280 Mbit/s); złącza przekaźnikowe umieszczono co 60-80 km; do wysyłania sygnału użyto diody laserowej o dł. fali 1,3 mikrometra.
1996 – Fujitsu, NTT Laboratoriów, i Bell Labs. uzyskują 1 Tbit/s.
2000 – Osiągięto prędkość transmisji 6,875 Tb/s była to transmisja dwukierunkowa DWDM z odlekłością między kanałami 50 GHz (176 x 40 Gb/s).