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光纤是什么?光纤通信原理与光纤之父介绍

光纤是什么?光纤通信原理与光纤之父介绍
技术资料 | 来源:全部 |标签: 光纤 2024-03-28

  我们经常听说光纤光纤的,那么光纤到底是什么东西呢?光纤通信是怎么工作的呢?下面就来看看光纤通信原理以及光纤之父是谁吧。


  光纤是什么?


  光纤是光导纤维的简写,是一种用于传输光信号的细长柔韧的玻璃或塑料纤维,可作为光传导工具。它是一种通信和数据传输的重要媒介,因为它具有许多优势,包括高带宽、低损耗、抗干扰性和安全性等。


  光纤的结构


  光纤是一种纤细的、柔软的固态玻璃物质,它由纤芯、包层、涂覆层三部分组成,

  纤芯:位于光纤的中心部位,成分为高纯度的二氧化硅即玻璃。

  包层:位于纤芯的周围,其成分也是高纯度二氧化硅。包层为光的传输提供反射面和光隔离,并起一定的机械保护作用。

  涂覆层:光纤的最外层,由丙烯酸酯、硅橡胶和尼龙组成。涂覆层保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤。


  光纤通信原理


  光纤通信的实现基于光的全反射原理。当光进入光纤中心传播时,光纤纤芯的折射率n1比包层n2高,而纤芯的损耗比包层低,这样光会发生全反射现象,其光能量主要在纤芯内传输,借助于接连不断地全反射,光可以从一端传导到另一端。

  在发射端首先把要传输的信息(如话音)变成电信号,然后通过激光器发射到激光束上,光的强度会随电信号的频率一起变化,并通过光纤发射出去,在接收端,检测器受到光信号后把它变成电信号,经过处理后恢复原信息。


  光纤之父是谁


  光纤的发明者可以说有很多人共同贡献,因此没有一个单一的“光纤之父”。然而,以下几位科学家和工程师在光纤技术的发展中起到了关键作用:


  Charles K. Kao(高锟): Charles K. Kao是被广泛认为是光纤之父的人物之一。他是中国香港的一位物理学家,在1966年发表的一篇论文中提出了使用纤维光导技术进行长距离光通信的概念。他的工作对光纤通信的发展起到了重要的启发作用,他因此于2009年获得了诺贝尔物理学奖。


  Robert Maurer、Donald Keck 和 Peter Schultz: 这三位贝尔实验室的工程师在1970年代早期合作开发了第一根光纤。他们的工作将光纤从理论概念转变为实际可用的技术,这一突破促成了光纤通信的商业化。


  Narinder Singh Kapany: Narinder Singh Kapany是一位印度裔美国物理学家和工程师,被誉为“光纤之父”。在20世纪50年代和60年代,他进行了关键的光纤研究,开创了光纤的新领域。尽管他的工作没有被广泛商业化,但他对光纤技术的研究对后来的发展产生了积极影响。


  这些科学家和工程师在不同的时间和地点,各自为光纤技术的发展作出了重要的贡献,共同推动了光纤通信的进步。因此,光纤技术的发展往往被看作是一个协同努力的成果。

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