用光傳遞信息,在今天十分普遍。比如,艦船用燈語通信,交通燈用紅、黃、綠三色調度。但是所有這些用普通光傳遞信息的方式,都只能局限在短距離內。要想把信息通過光直接傳遞到遙遠的地方,就不能用普通光,而只能動用
激光。
?LU>2!jN ze5#6Vzd& 那么如何傳遞激光呢?我們知道,電是可以沿著銅線輸送的,但光是不能沿著普通
金屬線輸送的。為此,科學家們研制出來一種能夠傳輸光的細絲,叫作光導纖維,簡稱
光纖。光纖是用特種玻璃材料制成的,直徑比人的頭發(fā)絲還要細,通常為50~150 微米,而且非常柔軟。
IIBS:&;+- $*_79F2zN 實際上,光纖的內芯是高折射率的透明
光學玻璃,而外面的包皮層則是用低折射率的玻璃或
塑料制成。這樣的結構,一方面能使光沿著內芯折射前進,就像水在自來水管里往前流動,電在導線中往前傳輸一樣,即使千繞百折也沒有什么影響。另一方面,低折射率的包皮層又能阻止光外泄,就像水管不會滲水,電線的絕緣層不會導電一樣。
J[S!<\_! /FPO'} 6i 光導纖維的出現(xiàn)解決了傳遞光的途徑,但并不是說有了它就可以把任何光都能傳送到很遠很遠的地方去。只有亮度高、顏色純、方向性好的激光,才是傳遞信息最理想的
光源,它從光纖的一端輸入后,幾乎沒有什么損失又從另一端輸出。因此,
光通信實質上就是激光通信,它具有容量大、質量高、材料來源廣、保密性強、經(jīng)久耐用等優(yōu)點,被科學家們譽為通信領域的一場革命,是技術革命中最輝煌的成果之一。
F,pKt.x 3N2d@R 激光通信先進在哪里?激光通信的優(yōu)點首先是容量大。它的容量有多大呢?當我們平時打電話時,講著講著有時會串進來不相干的說話聲。這種打架現(xiàn)象是由于一對電話線上只能通過一路電話,如果另外串進來一路電話,正常的通話雙方就會受到干擾。假如有10對人同時用一對電話線通話,就等于20個人同時講話,那就根本無法通話了。為了解決這個問題,就必須采用載波等方法,使各路電話分別處在各個頻段上。由于普通電話的頻率范圍為300~400赫,而在一對電話線上最高頻率只有1500千赫,所以在一對電話線上只能同時通過十幾路電話。顯然,這樣的電信容量是遠遠不能滿足當今信息社會的要求的。
Rd]<591 !>Q\Y`a,* 如果我們把普通電話的傳輸信息量比作是小推車的話,那么激光通信則是汽車。由于激光的頻率要比無線電波高得多,所以激光通信的信息容量要比電氣通信大10億倍。一根比頭發(fā)絲還細的光纖就可以傳輸幾萬路電話或幾千路電視節(jié)目。由20根光纖組成的光纜只有一支鉛筆那樣粗細,每天可以通話76200人次。相比之下,由1800根銅線組成的電纜,直徑約7.6厘米,但每天卻只能通話900人次。
^4\0,> Jx`7W1%T 尤其令人驚訝的是,
光纖通信特別適合于電視、圖像和數(shù)字的傳遞。據(jù)報道,一對光纖可在一分種內傳遞全套《大英百科全書》。
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