光纤应用大有作为 2006年12月26日，太平洋地震使得海底免凌斯网。于是有关“光导纤维”的话湿匀 起了人们的好奇感。可以说.随着科学技术的迅速发展，“光纤”已成为大有前途的新型基础 材料。与之相件的光纤技术，也以新奇、便捷的特点受到人们的关注。 亮导纤推特性新奇 180年初存的一天，英围著名物理学家丁释尔在验室里做试验。一股水流从容器的侧里 孔中向外流出。当人门在一侧壁给水照明时。从孔中流出来的水，几平在整个长度上都在发 光，而且本来直线传播的光，现在意沿着这股弯由的水流在耀动，人们，讶地发现光弯曲 了，这个有趣的实险给大家留下了深刻的印象，并因此而产生人们难以估量的杜会影响， 原来，光随着新射率大的水进入折射率小的物顺时。在两种物质的交界面上会产生全 射，使光不进入折射率小的物质。而全部运回到折射率大的物质中。后来。人们用碳璃纤维 模拟这股水流制成了玻璃光导纤维。把装确纤推的一瑞截面对准某一物体，不管它弯由成 什么样的角度和形状，都能从另一端的碳面上清处地看出射入的图像。光是沿直线传播的， 而光导纤维却是弯弯曲曲的。那么，光怎么能从纤雀的这一端传送到那一瑞呢？在日常生话 中，我们常常体验过用镜子改变光传播方向的情况。光导纤推实际上可以被看作是非常细的 圆柱，圆柱的度能够像镜子一样，把光从上边反财到下边，又从下边反射到上边，如此反复 一直传送到亮纤的终瑞 光纤的结构呈圆柱型，中间为具有高折射率的芯材，外面裹上低折射率的包皮最外面 是限料护套。这样特殊的结构。加上精心的这材，使光纤既柔软如丝，又具有高抗拉强度和 抗压能力。同时，光波衰减小，可以多功能传输声音、图像和文字，适应低温环境抗电磁干 扰，耐放射性辐射。光被在光纤中传播不向外辐射电磁。有很高的保密性能，信息以光速 传送，速度无与伦比，光通信比电通信的容量要提高1亿一10亿倍，一根光纤能月时传输100 亿个电话，或1000万套电视节目。 同样100米/》长的铜电境和光规，若传递信息的顿带宽月为40000兆林兹，则钢电规 需直径58毫米的侧模655服，总重量为219760千克，电线外部的总直径为1458毫米，其 价植为1312000美元，而光线只要一根直径为8.7毫米的光纤，其总重量仅为6卜6千克卜， 价值贝有680美元.再做一个比较。一根>1千米/>长、直径125毫米的光导纤维仅重3P 0克卜。它的重量是铜电线的千万分之三，价格为铜电领的万分之五。相比之下，光导纤推 既经济又实用
光纤应用大有作为 2006 年 12 月 26 日, 太平洋地震使得海底光缆断网。于是, 有关“光导纤维”的话题勾 起了人们的好奇感。可以说, 随着科学技术的迅速发展,“光纤”已成为大有前途的新型基础 材料。与之相伴的光纤技术, 也以新奇、便捷的特点受到人们的关注。 光导纤维 特性新奇 1870 年初春的一天, 英国著名物理学家丁铎尔在暗室里做试验。一股水流从容器的侧壁 孔中向外流出, 当人们在一侧壁给水照明时, 从孔中流出来的水, 几乎在整个长度上都在发 光, 而且本来直线传播的光, 现在竟沿着这股弯曲的水流在耀动, 人们惊讶地发现光弯曲 了。这个有趣的实验, 给大家留下了深刻的印象, 并因此而产生人们难以估量的社会影响。 原来, 光随着折射率大的水进入折射率小的物质时, 在两种物质的交界面上会产生全反 射, 使光不进入折射率小的物质, 而全部返回到折射率大的物质中。后来, 人们用玻璃纤维 模拟这股水流, 制成了玻璃光导纤维。把玻璃纤维的一端截面对准某一物体, 不管它弯曲成 什么样的角度和形状, 都能从另一端的截面上清楚地看出射入的图像。光是沿直线传播的, 而光导纤维却是弯弯曲曲的。那么, 光怎么能从纤维的这一端传送到那一端呢? 在日常生活 中, 我们常常体验过用镜子改变光传播方向的情况。光导纤维实际上可以被看作是非常细的 圆柱,圆柱的壁能够像镜子一样, 把光从上边反射到下边, 又从下边反射到上边, 如此反复, 一直传送到光纤的终端。 光纤的结构呈圆柱型, 中间为具有高折射率的芯材, 外面裹上低折射率的包皮, 最外面 是塑料护套。这样特殊的结构, 加上精心的选材, 使光纤既柔软如丝, 又具有高抗拉强度和 抗压能力。同时, 光波衰减小,可以多功能传输声音、图像和文字, 适应低温环境, 抗电磁干 扰, 耐放射性辐射。光波在光纤中传播不向外辐射电磁波, 有很高的保密性能, 信息以光速 传送, 速度无与伦比。光通信比电通信的容量要提高1 亿~10亿倍, 一根光纤能同时传输100 亿个电话, 或 1000 万套电视节目。 同样10/> 0米/> 长的铜电缆和光缆, 若传递信息的频带宽同为40000兆赫兹, 则铜电缆 需直径 58 毫米的铜缆 656 股, 总重量为 219760 千克, 电缆外部的总直径为 1458 毫米, 其 价值为 1312000 美元。而光缆只要一根直径为 8.7 毫米的光纤, 其总重量仅为 6./> 6 千克/> , 价值只有 680 美元。再做一个比较, 一根/> 1 千米/> 长、直径 125 毫米的光导纤维, 仅重 3/> 0 克/> 。它的重量是铜电缆的千万分之三, 价格为铜电缆的万分之五。相比之下, 光导纤维 既经济又实用
信息传输暴示身手 光导纤维现已在通信、电子和电力等领线日益扩展，赢得人们的青球： 据报道，美国现已域功地运用光纤完成了输电功修。在电力领域中开拓出一条崭新的途 径。他们在发送端利用半导体潘光二极管，把电能转变为激光在光纤中传送。在接收端。他 们用太阳能电池作为接受端墨件。这种器件用300微米厚的碑化嫁作为绝缘基片。上面覆盖 20微米厚的太阳陵电池。它被分为6个独立的区域这些区域由愤金的空气桥串联起来。当 光纤传米的激光照射到太阳能电池时，光能立即变成电能，每个区域产生的电压恰好是1优 6个区线串起来线有6伏电压是可供大多数传够器的控制电路使用。如果肥藏光二极管的 功率雅续提高。再配上整套的电能传送系统，光纤输电就可以广泛地递用于军事、工业、商 业等各个方面。 法国专门从事计算机，电子设备、信号处理和图像技术的波根实验室利用光的弧波子和 短脉冲，可在光纤内实现无失真传输。这一技术可解决色散和非线性效应月愿无香沿光境 设置多个再生装置。工作时只需在每100公里左右的地方设置一个放大器。孤被子波就可以 相互穿越，互不干扰。据称，这一新技术用于645012900公里海底艇，可以解决通讯困难 问题. 近年来。由于光纤通信的异军突起以海底光硬代替海底电陵己成为发展趋势。，目前， 全世界已经铺设海底光烫40万公里，这个长度儿平可以围绕地球10圈。由于两瑞采用了激 光器，在传输中已经不再需要放大信号的中继器。这样，就会使通信成木大大降低，通话费 用相应碱少。现在，连接全世界的海底通信光纤电硬已经铺设完成。这是20世纪通信领域 最宏伟的工程。得到世界30个国际电信组织的支持。它横跨大西洋穿越地中海，经红海和 印度洋，穿过马六甲海峡进入太平洋。该工程连接175个国家和地区，能够时使240万忽 电话通话减月时传输几十万幅压缩的西面。 应用推广日盆出新 美国通讯保密专家研制的一种无规律我波信号光纤技术，专门用以对付当今日益四预， 手爱高明的向听高手。该技术首先将话音之类的有用信息转换为数字秋冲信号，然后再将这 些数字休冲信号编码。调制到无线律变化的随机微波载体上。在发送封，登光发射装置将载 有信息的无线律载被信号经光纤通讯系统发射至接收方，收讯方的激光核收机以专用技术与 发送激光装置同步动态诗调工作，最锋完成将有用信号从无规律载体上解调的任务。使用该 技术。窃听高手们将再也没用武之地了，他们只会听到象乱无章的噪音。 澳大利亚保林公司最近研制出一种光纤秤，利用一根光纤和一台激光器就可以给卡车
信息传输 显示身手 光导纤维现已在通信、电子和电力等领域日益扩展, 赢得人们的青睐。 据报道, 美国现已成功地运用光纤完成了输电功能, 在电力领域中开拓出一条崭新的途 径。他们在发送端利用半导体激光二极管, 把电能转变为激光在光纤中传送, 在接收端, 他 们用太阳能电池作为接受端器件。这种器件用 300 微米厚的砷化镓作为绝缘基片, 上面覆盖 20 微米厚的太阳能电池。它被分为 6 个独立的区域, 这些区域由镀金的空气桥串联起来。当 光纤传来的激光照射到太阳能电池时, 光能立即变成电能。每个区域产生的电压恰好是 1 伏, 6 个区域串起来就有 6 伏电压, 足可供大多数传感器的控制电路使用。如果把激光二极管的 功率继续提高, 再配上整套的电能传送系统, 光纤输电就可以广泛地运用于军事、工业、商 业等各个方面。 法国专门从事计算机、电子设备、信号处理和图像技术的波根实验室利用光的孤波子和 短脉冲, 可在光纤内实现无失真传输。这一技术可解决色散和非线性效应问题, 无需沿光缆 设置多个再生装置。工作时只需在每 100 公里左右的地方设置一个放大器, 孤波子波就可以 相互穿越, 互不干扰。据称, 这一新技术用于 6450~12900 公里海底潜艇, 可以解决通讯困难 问题。 近年来, 由于光纤通信的异军突起, 以海底光缆代替海底电缆已成为发展趋势。目前, 全世界已经铺设海底光缆 40 万公里, 这个长度几乎可以围绕地球 10 圈。由于两端采用了激 光器, 在传输中已经不再需要放大信号的中继器, 这样, 就会使通信成本大大降低, 通话费 用相应减少。现在, 连接全世界的海底通信光纤电缆已经铺设完成。这是 20 世纪通信领域 最宏伟的工程, 得到世界 30 个国际电信组织的支持。它横跨大西洋, 穿越地中海,经红海和 印度洋, 穿过马六甲海峡进入太平洋。该工程连接 175 个国家和地区, 能够同时使 240 万部 电话通话或同时传输几十万幅压缩的画面。 应用推广 日益出新 美国通讯保密专家研制的一种无规律载波信号光纤技术, 专门用以对付当今日益猖獗、 手段高明的窃听高手。该技术首先将话音之类的有用信息转换为数字脉冲信号, 然后再将这 些数字脉冲信号编码, 调制到无规律变化的随机微波载体上。在发送时, 激光发射装置将载 有信息的无规律载波信号经光纤通讯系统发射至接收方。收讯方的激光接收机以专用技术与 发送激光装置同步动态协调工作, 最终完成将有用信号从无规律载体上解调的任务。使用该 技术, 窃听高手们将再也没用武之地了, 他们只会听到杂乱无章的噪音。 澳大利亚保林公司最近研制出一种光纤秤, 利用一根光纤和一台激光器就可以给卡车
称重。由于光纤是由玻璃制作的，它具有耐混，耐辐射的性能，更重要的是它易于安装和保 养，适用于安装在城区的主干道、工厂周围、机场和跑道、仓库以及港口等地进行24小时 的连续工作。该光纤秤除了可以称重之外，还能够起到监控作用，精确程度远运超过现有的 电子装置。据美刊新近报道，由美围麻省被士额光纤公可研制的一种限料光纤具有非凡的发 展潜力。它的传输速度比现有标准铜线快30篷。而且比骏璃纤维的重量轻，柔性好，成本低。 这种显料光纤利用光的折射或光在纤维内的跳跃方式来达到较高的传输速度。可在10小0 米>内以每秒3兆比特的速度传输数据。高性能的数字技术，肥光纤和宽带引入了网路平 台，把球赛通面、球员信息和通信网络的即时互通功能通通整合在月一个平台上月步进行， 以往属于电视和网络的两条并行线现在被打破了。影像、声音，数据都可以塞进同一条线 路，而且会具备更快的速度、更陶烂的声光效果，从面给人们的生括带来崭新的面貌。未来 的光纤网络可以提供HDTV(高画质分辨率的电阅的通质，还能鉴控家门口安全摄影机传 送的香面。 翰白《科学24小时》2007年第6期
称重。由于光纤是由玻璃制作的, 它具有耐湿、耐辐射的性能, 更重要的是它易于安装和保 养, 适用于安装在城区的主干道、工厂周围、机场和跑道、仓库以及港口等地, 进行 24 小时 的连续工作。该光纤秤除了可以称重之外, 还能够起到监控作用, 精确程度远远超过现有的 电子装置。据美刊新近报道, 由美国麻省波士顿光纤公司研制的一种塑料光纤具有非凡的发 展潜力, 它的传输速度比现有标准铜线快 30 倍, 而且比玻璃纤维的重量轻、柔性好、成本低。 这种塑料光纤利用光的折射或光在纤维内的跳跃方式来达到较高的传输速度, 可在 10/> 0 米/> 内以每秒 3 兆比特的速度传输数据。高性能的数字技术, 把光纤和宽带引入了网络平 台, 把球赛画面、球员信息和通信网络的即时互通功能通通整合在同一个平台上同步进行。 以往属于电视和网络的两条并行线, 现在被打破了。影像、声音、数据都可以塞进同一条线 路, 而且会具备更快的速度、更绚烂的声光效果, 从而给人们的生活带来崭新的面貌。未来 的光纤网络可以提供 H D TV ( 高画质分辨率的电视) 的画质, 还能监控家门口安全摄影机传 送的画面。 摘自《科学 24 小时》2007 年第 6 期