光纖是如何工作的？

光纖是光導纖維的簡寫，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導工具。傳輸原理是“光的全反射”。前香港中文大學校長高錕和George A. Hockham首先提出光纖可以用于通訊傳輸?shù)脑O想，高錕因此獲得2009年諾貝爾物理學獎。

光纖是一種纖細的、柔軟的固態(tài)玻璃物質(zhì)，它由纖芯、包層、涂覆層三部分組成，可作為光傳導工具。

纖芯：位于光纖的中心部位，成分為高純度的二氧化硅即玻璃。

包層：位于纖芯的周圍，其成分也是高純度二氧化硅。包層為光的傳輸提供反射面和光隔離，并起一定的機械保護作用。

涂覆層：光纖的最外層，由丙烯酸酯、硅橡膠和尼龍組成。涂覆層保護光纖不受水汽的侵蝕和機械擦傷。

光纖通信的實現(xiàn)基于光的全反射原理。當光進入光纖中心傳播時，光纖纖芯的折射率n1比包層n2高，而纖芯的損耗比包層低，這樣光會發(fā)生全反射現(xiàn)象，其光能量主要在纖芯內(nèi)傳輸，借助于接連不斷地全反射，光可以從一端傳導到另一端。

光纖的工作原理：在發(fā)射端首先把要傳輸?shù)?a target="_blank">信息（如話音）變成電信號，然后通過激光器發(fā)射到激光束上，光的強度會隨電信號的頻率一起變化，并通過光纖發(fā)射出去，在接收端，檢測器受到光信號后把它變成電信號，經(jīng)過處理后恢復原信息。

光纖內(nèi)部用玻纖制成的光導纖維，可以把光信號傳輸?shù)綆浊Ч锿?，將幾百上千根光導纖維組合在一起，制成像電纜一樣的光纜，這樣既提高了光導纖維的強度，又大大增加了通訊容量。

光在不同物質(zhì)中的傳播速度是不一樣的，所以從一種物質(zhì)射到另一種物質(zhì)時，兩種物質(zhì)的交界處會發(fā)生折射和反射，而且折射光的角度會隨入射光的角度變化而變化，當入射光的角度達到或者超過某一角度時，折射光會消失，入射光全部被反射回來，這就是光的全反射。 光信號就是在光纖內(nèi)經(jīng)過一次次的折射傳輸?shù)浇K點的，光信號在一次次折射后會分散或者衰減，就需要把光信號每50公里放大一次。

審核編輯 ：李倩