9月23日，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主、香港中文大學(xué)前校長(zhǎng)高錕在香港逝世，享年84歲，各界深表哀悼！
高錕先生重要的成就在于發(fā)明了光纖通訊,被稱(chēng)為“光纖之父”。早在1966年，高錕就在一篇論文中首次提出用玻璃纖維作為光波導(dǎo)用于通訊的理論。這個(gè)理論引起了世界通信技術(shù)的一次革命，第一個(gè)光纖系統(tǒng)也于1981年成功問(wèn)世。2009年，高錕因在“有關(guān)光在纖維中的傳輸以用于光學(xué)通信方面”的突破性成就，獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
光纖通信的發(fā)展歷史-唐山光纜
1880年，亞歷山大·貝爾Alexander Graham Bell發(fā)明了“光話(huà)機(jī)”。
1887年，英國(guó)科學(xué)家Charles Vernon Boys在實(shí)驗(yàn)室里拉出了第一條光纖。
1938年，美國(guó)Owens Illinois Glass公司與日本日東紡績(jī)公司開(kāi)始生產(chǎn)玻璃長(zhǎng)纖維。
1951年，光物理學(xué)家Brian O’Brian提出了包層的概念。
1956年，密歇根大學(xué)的一位學(xué)生制作了第一個(gè)玻璃包層光纖，他用一個(gè)折射率低的玻璃管熔化到高折射率的玻璃棒上。
1960年，Theodore Maiman 向人們展示了第一臺(tái)激光器。這燃起了人們對(duì)光通信的興趣，激光看起來(lái)是很有前途的通信方式，可以解決傳輸帶寬問(wèn)題，很多實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始了實(shí)驗(yàn)。
1966年，英籍華裔學(xué)者高錕指出了利用光纖進(jìn)行信息傳輸?shù)目赡苄院图夹g(shù)途徑，奠定了現(xiàn)代光通信——光纖通信的基礎(chǔ)。
1970 年，美國(guó)康寧(Corning)公司就研制成功損耗20dB/km的石英光纖。
1973 年，美國(guó)貝爾(Bell)實(shí)驗(yàn)室取得了更大成績(jī)，光纖損耗降低到2.5dB/km。
1976 年，日本電報(bào)電話(huà)(NTT)公司將光纖損耗降低到0.47 dB/km(波長(zhǎng)1.2μm)。
▎光纖通信的特點(diǎn)-唐山光纜
通信容量巨大
從理論上講，一根光纖可以同時(shí)傳輸100億個(gè)話(huà)路，目前同時(shí)傳輸50萬(wàn)個(gè)話(huà)路的試驗(yàn)已經(jīng)成功，比傳統(tǒng)同軸電纜、微波等高出幾千乃至幾十萬(wàn)倍。
中繼距離長(zhǎng)
光纖具有極低的衰耗系數(shù)，配以適當(dāng)?shù)墓獍l(fā)送、光接收設(shè)備、光放大器、前向糾錯(cuò)與RZ編碼調(diào)制技術(shù)等，可使其中繼距離達(dá)數(shù)千公里以上，而傳統(tǒng)電纜只能傳送1.5km，微波50km，根本無(wú)法與之相比擬。唐山光纜
保密性能好
適應(yīng)能力強(qiáng)
具有不怕外界強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)
體積小、重量輕
原材料來(lái)源豐富、價(jià)格低廉
光纖的構(gòu)造唐山光纜
光纖的典型結(jié)構(gòu)是多層同軸圓柱體，主要由纖芯、包層、涂覆層組成。
纖芯唐山光纜
位于光纖的中心部位，成分為高純度的二氧化硅，摻有極少量摻雜劑。纖芯的折射率比包層稍高，損耗比包層更低，光能量主要在纖芯內(nèi)傳輸。
包層唐山光纜
位于纖芯的周?chē)涑煞忠彩呛袠O少量摻雜劑的高純度二氧化硅。包層為光的傳輸提供反射面和光隔離，并起一定的機(jī)械保護(hù)作用。
涂覆層唐山光纜
光纖的外層，由丙烯酸酯、硅橡膠和尼龍組成。涂覆層保護(hù)光纖不受水汽的侵蝕和機(jī)械擦傷。
▎光纖的工作原理唐山光纜
全反射原理
若使光束從光密媒質(zhì)射向光疏媒質(zhì)時(shí)，則折射角大于入射角，如圖所示。
如果不斷增大θ0可使折射角θ1達(dá)到90°, 這時(shí)的θ1稱(chēng)為臨界角。
當(dāng)光線(xiàn)從光密媒質(zhì)射向光疏媒質(zhì), 且入射角大于臨界角時(shí), 就會(huì)產(chǎn)生全反射現(xiàn)象。
光纖就是利用這種全反射來(lái)傳輸光信號(hào)的。唐山光纜
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