什么是光纤?
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颁(碳)去做还原反应
光纤的原理是什么?
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!
海市蜃楼
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。
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。
单模光纤内部结构:1.核心:直径8 ?m2.包覆:直径125 ?m3.缓冲层:直径250 ?m4.外套:直径400 ?m
目前用于通信中的光纤主要是玻璃纤维,其外径约为250微米,中心通光部分直径为10词60微米。
光纤的结构大致分为里面的纤芯部分与外面的包覆部分。
为了要局限光信号于纤芯,包层的折射率必须小于纤芯的折射率。渐变光纤的折射率是缓慢改变的,从轴心到包覆,逐渐地减小;而突变光纤在核心-包覆边界区域的折射率是急剧改变的。
你能想象没有光纤的世界么?
现在你能看到的都不会那么常见,电竞游戏,短视频应用,5骋网络,无人汽车,即时通讯,直播购物等等和网络相关的东西。
怎么理解呢,所有的即时通讯,有可能都是基于卫星,归于国际通讯还好,但是这个价格对普通人极其不友好。
也不会发生你拿着手机看我的文章,我优哉游哉地写这篇文章。