光纤玻璃丝里面是一根玻璃还是有什么化学成分?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/09 00:57:33
光纤玻璃丝里面是一根玻璃还是有什么化学成分?
光纤玻璃丝里面是一根玻璃还是有什么化学成分?
光纤玻璃丝里面是一根玻璃还是有什么化学成分?
光由光密媒质（光在此介质中的折射率大）射到光疏媒质（光在此介质中折射率小）的界面时,会被全部反射回原媒质内.1841年,瑞士物理学家丹尼尔·克拉顿在喷出的水柱中观察到了这种被称为“全反射”的现象.但整个19世纪,全反射这种奇妙的光学特性,被更多地用于喷泉等娱乐、休闲设施中.1889年在巴黎举行的世界博览会上,就曾出现利用这一特性制作的多彩喷泉,引得观者如堵.
上世纪20年代,一些利用光在玻璃纤维中的全反射特点的应用装置开始出现,包括医用胃窥镜、可调式潜望镜.1952年,来自印度的纳林德·卡帕尼博士用极细的玻璃制成了光导纤维.但此时的光纤更多被用于医学领域,很少有科学家想到用它做通信媒介,最重要的原因就是损耗过高.人类制造的第一根光纤,损耗达每千米1000分贝,这意味着传输距离达到20米时,输入的光信号只剩1％.
当时高锟还是英国标准电信实验室的一名年轻工程师,他和合作者深入分析了这种高损耗出现的原因.1966年7月,高锟发表论文《光频率介质纤维表面波导》,提出高损耗主要是因为光纤不纯,特别是其中的铁离子等杂质引起光吸收和散射,并预言,只要解决好玻璃纯度和成分问题,光纤完全有可能用于长距离高效信息传输.
高锟的设想一开始备受争议,但随着低损耗光纤不断出现——上世纪70年代,用石英材料制作的光纤损耗已低至每千米4分贝；今天的光纤损耗甚至低于每千米0．2分贝.高锟的开创性工作逐渐获得了认可.
在同等条件下,光纤的信息传输容量是金属线路的成千上万倍；制作光纤的原料是沙石中含有的石英,相比以铜等金属制成的金属线路,有较大的成本优势.此外,光纤还具有重量轻、保真度高、抗干扰能力强、工作性能可靠等诸多优点.今天,正是光纤这种低损耗性玻璃纤维构成的信息社会环路系统,推动着诸如互联网等全球宽带通信的发展.
由石英玻璃制成的双层同心圆柱体