什么是光纖?

大量的光纖
光纖是光導纖維,是一種由玻璃或塑料制成的纖維,利用光在這些纖維中以全內反射原理傳輸的光傳導工具
光纖有什么特點呢?
- 光纖如果封裝在塑料保護套中,它就能夠彎曲,也不會斷裂,是一種極佳的信號傳遞工具
- 光纖在傳輸程序中的損耗比電在電線中的損耗,要低很多,現在較好的光導纖維,其光傳輸損失每公里只有零點二分貝;也就是說傳播一公里后只損耗4.5%;所以現在長距離的電的傳輸都是使用高壓線,以減少電能的損耗
- 光纖的主要的原料是硅,蘊藏量極大,較易開采,價格比較便宜;在我們的地球的地殼中的含量僅僅低于氧的含量,大約占地表巖石的四分之一,但是有個缺點是硅主要以含訊訓合物的形式,所以在工業上需要在電爐中用高純度的C(碳)去做還原反應
光纖的原理是什么?

一捆光纖,有點像一個遠距離的手電筒
光纖是一種圓柱形的介質波導,應用全內反射原理來傳導光線,由于反射時沒有光線的損失,因此信號可以傳輸到極遠的距離
那什么是全內反射原理呢?
通俗地講,這是一種光學現象,當光線經過兩個不同折射率的介質時,部分的光線會于介質的界面被折射,其余的則被反射,但是,當入射角比臨界角大時(光線遠離法線),光線會停止進入另一界面,全部向內面反射!

海市蜃樓

在山東省蓬萊市海面拍攝到的海市蜃樓
不知道大家見過海市蜃樓么?也就是這個原因產生的,主要是光線從冷空氣(高空)進入到熱空氣(地面)產生了全反射,這也就決議了,在沙漠和大海上中更加容易看見海市蜃樓
這里科普一個知識點,光線在真空中傳播的速度大約在 3億米/秒,由于光纖的特效,做不到真空的速度,但是大約也有2 億米/秒,怎么理解呢?12000公里的信號傳輸,會有最低0.06秒時間的延遲

冰冰有段采訪,就是聽不到主持人的提問,但是依舊擋不住她的可愛
但是你有可能注意到一個現象,就是新聞直播中,前方記者聽不到主持人的提問,這個程序會有很大的延遲,這個主要的原因是中間的某一段信號或者是設備的問題,而不是光纖的問題

單模光纖內部結構:1.核心:直徑8 μm2.包覆:直徑125 μm3.緩沖層:直徑250 μm4.外套:直徑400 μm
- 目前用于通信中的光纖主要是玻璃纖維,其外徑約為250微米,中心通光部分直徑為10~60微米
- 光纖的結構大致分為里面的纖芯部分與外面的包覆部分
- 為了要局限光信號于纖芯,包層的折射率必須小于纖芯的折射率,漸變光纖的折射率是緩慢改變的,從軸心到包覆,逐漸地減小;而突變光纖在核心-包覆邊界區域的折射率是急劇改變的,
你能想象沒有光纖的世界么?
- 現在你能看到的都不會那么常見,電競游戲,短視頻應用,5G網路,無人汽車,即時通訊,直播購物等等和網路相關的東西
- 怎么理解呢,所有的即時通訊,有可能都是基于衛星,歸于國際通訊還好,但是這個價格對普通人極其不友好
- 也不會發生你拿著手機看我的文章,我優哉游哉地寫這篇文章
最后,在這里不得不提到的是一位偉大的電機工程學家:高錕先生,正因為有了他的貢獻,我們才能享受到今天的網路世界,他解決如何在虛擬的世界中修建一條高速網路公路,讓全世界的真正的在同一個世界

高錕先生
- 高錕先生在上海市出生及長大(至初中)
- 1949年定居香港
- 1966年在英國標準電信實驗室做出劃時代的光纖實驗
- 2009年獲諾貝爾物理學獎,主要是表揚“在光傳輸于纖維的光學通信領域突破性成就”,諾貝爾獎評審委員會稱高錕的研究有助創建今日網路世界的基礎,為今日的日常生活創立許多革新,也為科學的發展提供新工具,
- 2018年9月23日早上11時45分,高錕先生逝世,享壽84歲
高錕先生,在1996年當選為我國中科院的外籍院士,那個年代的院士可見含金量有多高
原文鏈接: 今日頭條
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