什么是光纖?
大量的光纖
光纖是光導(dǎo)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(nèi)反射原理傳輸?shù)墓鈧鲗?dǎo)工具
光纖有什么特點(diǎn)呢?
1.光纖如果封裝在塑料保護(hù)套中,它就能夠彎曲,也不會(huì)斷裂,是一種極佳的信號(hào)傳遞工具。
2.光纖在傳輸過(guò)程中的損耗比電在電線中的損耗,要低很多,現(xiàn)在較好的光導(dǎo)纖維,其光傳輸損失每公里只有零點(diǎn)二分貝;也就是說(shuō)傳播一公里后只損耗4.5%。
所以現(xiàn)在長(zhǎng)距離的電的傳輸都是使用高壓線,以減少電能的損耗
3.光纖的主要的原料是硅,蘊(yùn)藏量極大,較易開(kāi)采,價(jià)格比較便宜;在我們的地球的地殼中的含量?jī)H僅低于氧的含量,大約占地表巖石的四分之一。
但是有個(gè)缺點(diǎn)是硅主要以含氧化合物的形式,所以在工業(yè)上需要在電爐中用高純度的C(碳)去做還原反應(yīng)
光纖的原理是什么?
一捆光纖,有點(diǎn)像一個(gè)遠(yuǎn)距離的手電筒
光纖是一種圓柱形的介質(zhì)波導(dǎo),應(yīng)用全內(nèi)反射原理來(lái)傳導(dǎo)光線。由于反射時(shí)沒(méi)有光線的損失,因此信號(hào)可以傳輸?shù)綐O遠(yuǎn)的距離
那什么是全內(nèi)反射原理呢?
通俗地講,這是一種光學(xué)現(xiàn)象,當(dāng)光線經(jīng)過(guò)兩個(gè)不同折射率的介質(zhì)時(shí),部分的光線會(huì)于介質(zhì)的界面被折射,其余的則被反射。
但是,當(dāng)入射角比臨界角大時(shí)(光線遠(yuǎn)離法線),光線會(huì)停止進(jìn)入另一界面,全部向內(nèi)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(jiàn)過(guò)海市蜃樓么?也就是這個(gè)原因產(chǎn)生的,主要是光線從冷空氣(高空)進(jìn)入到熱空氣(地面)產(chǎn)生了全反射,這也就解析了,在沙漠和大海上中更加容易看見(jiàn)海市蜃樓。
這里科普一個(gè)知識(shí)點(diǎn),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(hào)傳輸,會(huì)有最低0.06秒時(shí)間的延遲。
但是你有可能注意到一個(gè)現(xiàn)象,就是新聞直播中,前方記者聽(tīng)不到主持人的提問(wèn),這個(gè)過(guò)程會(huì)有很大的延遲,這個(gè)主要的原因是中間的某一段信號(hào)或者是設(shè)備的問(wèn)題,而不是光纖的問(wèn)題。
單模光纖內(nèi)部結(jié)構(gòu):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(jié)構(gòu)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(hào)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??;而突變光纖在核心-包覆邊界區(qū)域的折射率是急劇改變的。
你能想象沒(méi)有光纖的世界么?
現(xiàn)在你能看到的都不會(huì)那么常見(jiàn),電競(jìng)游戲,短視頻應(yīng)用,5G網(wǎng)絡(luò),無(wú)人汽車(chē),即時(shí)通訊,直播購(gòu)物等等和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的東西。
怎么理解呢,所有的即時(shí)通訊,有可能都是基于衛(wèi)星,歸于國(guó)際通訊還好,但是這個(gè)價(jià)格對(duì)普通人極其不友好。
也不會(huì)發(fā)生你拿著手機(jī)看我的文章,我優(yōu)哉游哉地寫(xiě)這篇文章。