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光导纤维的原理

查字典物理网 2015-02-25

光导纤维简称光纤，我们常听到的“光纤通信”就利用了全反射的原理.为了说明光导纤维对光的传导作用，我们做下面的实验.

实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米左右，由内芯和外套两层组成.内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射.

如果把光导纤维聚集成束，使其两端纤维排列的相对位置相同，具有亮暗色彩的图像就可以从一端传到另一端.医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等内脏的内部.实际的内窥镜装有两组光纤，一组用来把光传送到人体内部，另一组用来进行观察.

我们知道，光也是一种电磁波，它可以像无线电波那样，作为一种载体来传递信息.载有声音、图像以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可以沿着光纤传到千里以外的另一端，实现光纤通信.

光纤通讯的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强.例如，一对光纤的传输能力理论值为二十亿路电话，一千万路电视;而当今世界最大的“国际通信卫星6号”也只能传输3.3万路电话，4路电视.即便是现在已实际采用的数十万路电话的光纤通讯，也较卫星通信容量大.

尽管光纤通信的发展只有二十多年的历史，但是发展速度却是惊人的.一些发达国家不仅建立了跨越海底的光缆通信网络，而且建立了纵横城市之间的光缆通信网络.光纤的使用前景是非常广阔的，不仅光纤电话已广泛使用，光纤电视也将会很快进入寻常百姓之家.另外,自光晶体管问世后,大容量、高速度的光计算机也有望在下个世纪初得到广泛应用,这些都离不开光纤的使用.

我国的光纤通信技术起步较早，现已成为光纤通信技术较为先进的几个国家之一.自1972年开始到现在已先后开通了数十条光纤通讯线路，省会城市间基本建成全国性的通信网，北京有线电视台将在1999年前后在北京全市范围内铺设有线电视光缆.

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