光导纤维为什么使信息走上“高速公路”
冷知识
2025-01-02 21:15:27
电报和电话的发明可以说是人类通信史上的一个里程碑，但人们发现，为了传输高质量、高容量的通信信号，这些通信方法也有明显的局限性。光纤的发明解决了这个问题，使信息走上了“高速公路”。
光纤的发明始于激光，因为在光纤通信技术中用于传输信息的光不是普通光，而是激光。
1960年，年轻的美国物理学家梅曼发明了世界上第一台红宝石激光器。他还用这种激光发射出一种神奇的激光。从那时起，光通信得到了发展。窄谱线激光器是高纯度的单色光。其特点是：振动规律、频率单一、能量集中、方向性好、亮度强。信息可以通过它传输。
1970年，美国康宁玻璃公司首次生产超纯玻璃纤维，其光衰减为20dB/km。通过使用这种薄薄的玻璃纤维作为“导体”，光可以从一端传输到另一端。科学家们做了很多实验，发现无论玻璃丝弯曲多少，只要有合适的入射光角度，在玻璃丝中来回反射的激光都会沿着玻璃丝传输到遥远的两端。人们称这种玻璃纤维为光纤，光纤是它的缩写。
光纤由两层组成。中间层是直径只有几微米的纤维芯。外层“包层”由玻璃或石英制成，对光有很强的反射能力。光纤的外层也包裹着一层厚厚的塑料，以保护光纤。通过这种方式，光纤紧紧地“封闭”光，并允许它在多次反射后到达另一端。
由于光纤通信，信息传输的速度大大加快，信息从此走上了“高速公路”。在比头发还细的光纤中，可以同时传输数千个电视节目或数万个电话。如此大的通信容量确实令人惊讶。最先进的“光波长复用”技术也可以将其提高数十倍。