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光纖是什麼制造的

生活 更新时间:2024-08-28 21:29:41
光纖的發明

我們已經習慣了以不同方式傳播信息的想法,當我們使用座機電話講話時,電纜将語音中的聲音傳送到牆上的插座中,另一根電纜将其傳送到本地電話交換機。 手機的工作方式不同:它們使用不可見的無線電波發送和接收信息 ,這種技術稱為無線,因為它不使用電纜。而光纖是第三種傳輸方式,它最初是為内窺鏡開發的。在1960年代,工程師們發現了一種使用相同技術以光速傳輸信号的方法。

光纖是什麼制造的(光纖的原理是什麼)1

光學技術

光纖電纜由玻璃或塑料制成的極細的線,一根電纜最多可以有兩根或幾百根線束組成。每根線的厚度不到人發的十分之一。

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光纖電纜使用完全光學技術在兩個位置之間傳送信息。假設你想使用光纖将信息從計算機發送到朋友家。我們可以将計算機連接到激光器上,該激光器會将來自計算機的電子信息轉換為一系列光脈沖。然後,将激光沿着光纖電纜發射。沿電纜向下移動後,光束将在另一端射出。你的朋友需要一個将光脈沖轉換回他的計算機可以識别的電子信息。

光纖如何工作

光線從線壁上反複反彈,沿着光纜向下傳播。每個微小的光子像雪橇一樣沿着管道下滑,由此,我們可以理解成光束在透明玻璃管中傳播,如果光線以非常淺的角度(小于42度)撞擊玻璃,則它會再次反射回去,就像是一面鏡子一樣,這種現象稱為全内反射。

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使管道保持透光的另一件事是電纜的結構,它由兩個獨立的部分組成。電纜的主要部分(在中間)稱為芯線,這就是光穿過的部分。包裹在芯子外面的是另一層玻璃,稱為覆蓋層。覆蓋層的工作是将光信号保持在纖芯内部。

光纖的類型

光纖以所謂的模式将光信号向下傳送。這聽起來很技術性,但這僅意味着不同的傳播方式:模式隻是光束沿光纖向下傳播的路徑。一種模式是直接沿着光纖的中間向下移動。另一種方法是使光纖以淺角度反彈。

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最簡單的光纖稱為單模。它有一個非常薄的芯,直徑約5-10微米。在單模光纖中,所有信号都直接沿中間向下傳播,而不會反彈到邊緣(圖中的黃線)。有線電視,互聯網和電話信号通常由單模光纖承載,并捆紮成一個大捆。這樣的電纜可以發送超過100公裡的信息。

另一種類型的光纜稱為多模。多模電纜中的每根光纖大約是單模電纜中的每根光纖的10倍。這意味着光束可以通過遵循各種不同的路,徑換句話說,以多種不同的模式穿過纖芯。多模電纜隻能在相對短的距離内發送信息。

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甚至更粗的纖維也被用于稱為一種内窺鏡的醫療工具,内窺鏡是由許多光纖組成的粗光纖電纜,在内窺鏡的頂端,有一個目鏡和一個燈。燈将電纜的一部分照到病人的胃中。當光線到達胃部時,它會從胃壁反射到透鏡中在電纜的底部。然後,它又沿電纜的另一部分行入到醫生的目鏡中。其他類型的内窺鏡工作方式與之幾乎相同,可用于檢查身體的不同部位。該工具還有一個工業版本,稱為纖維鏡,可用于檢查飛機 發動機中無法觸及的機械零件。

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