什么是光纤?

光缆是干什么用的(什么是光纤光纤的原理是什么)(1)

大量的光纤

光纤是光导纤维,是一种由玻璃或塑料制成的纤维,利用光在这些纤维中以全内反射原理传输的光传导工具

光纤有什么特点呢?

  1. 光纤如果封装在塑料保护套中,它就能够弯曲,也不会断裂,是一种极佳的信号传递工具
  2. 光纤在传输过程中的损耗比电在电线中的损耗,要低很多,现在较好的光导纤维,其光传输损失每公里只有零点二分贝;也就是说传播一公里后只损耗4.5%;所以现在长距离的电的传输都是使用高压线,以减少电能的损耗
  3. 光纤的主要的原料是硅,蕴藏量极大,较易开采,价格比较便宜;在我们的地球的地壳中的含量仅仅低于氧的含量,大约占地表岩石的四分之一,但是有个缺点是硅主要以含氧化合物的形式,所以在工业上需要在电炉中用高纯度的C(碳)去做还原反应

光纤的原理是什么?

光缆是干什么用的(什么是光纤光纤的原理是什么)(2)

一捆光纤,有点像一个远距离的手电筒

光纤是一种圆柱形的介质波导,应用全内反射原理来传导光线。由于反射时没有光线的损失,因此信号可以传输到极远的距离

那什么是全内反射原理呢?

通俗地讲,这是一种光学现象,当光线经过两个不同折射率的介质时,部分的光线会于介质的界面被折射,其余的则被反射。但是,当入射角比临界角大时(光线远离法线),光线会停止进入另一界面,全部向内面反射!

光缆是干什么用的(什么是光纤光纤的原理是什么)(3)

海市蜃楼

光缆是干什么用的(什么是光纤光纤的原理是什么)(4)

在山东省蓬莱市海面拍摄到的海市蜃楼

不知道大家见过海市蜃楼么?也就是这个原因产生的,主要是光线从冷空气(高空)进入到热空气(地面)产生了全反射,这也就解析了,在沙漠和大海上中更加容易看见海市蜃楼


这里科普一个知识点,光线在真空中传播的速度大约在 3亿米/秒。由于光纤的特效,做不到真空的速度,但是大约也有2 亿米/秒。怎么理解呢?12000公里的信号传输,会有最低0.06秒时间的延迟

光缆是干什么用的(什么是光纤光纤的原理是什么)(5)

冰冰有段采访,就是听不到主持人的提问,但是依旧挡不住她的可爱

但是你有可能注意到一个现象,就是新闻直播中,前方记者听不到主持人的提问,这个过程会有很大的延迟,这个主要的原因是中间的某一段信号或者是设备的问题,而不是光纤的问题


光缆是干什么用的(什么是光纤光纤的原理是什么)(6)

单模光纤内部结构:1.核心:直径8 µm2.包覆:直径125 µm3.缓冲层:直径250 µm4.外套:直径400 µm


你能想象没有光纤的世界么?

最后,在这里不得不提到的是一位伟大的电机工程学家:高锟先生,正因为有了他的贡献,我们才能享受到今天的网络世界,他解决如何在虚拟的世界中修建一条高速网络公路,让全世界的真正的在同一个世界

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高锟先生

高锟先生,在1996年当选为我国中科院的外籍院士,那个年代的院士可见含金量有多高

最后,希望大家一起顺利,心想事成