光導(dǎo)纖維傳遞信息

影響光導(dǎo)纖維使用性能的因素很多，光導(dǎo)纖維的集光能力﹑透光性﹑分辨率和對(duì)比度是影響光導(dǎo)線傳像能力的主要指標(biāo)。數(shù)值孔徑用于表示光導(dǎo)纖維集光能力的大小和接收光的多少，而數(shù)值孔徑的大小直接與光導(dǎo)纖維芯料和涂層的折射率有關(guān)，芯料與涂層的折射率相差越大，則集光能力就越強(qiáng)，光導(dǎo)纖維的透光性則與所使用的材料﹑數(shù)值孔徑及纖維的幾何尺寸有關(guān)，并隨著纖維長(zhǎng)度的增加而很快地下降。圖像的清晰程度是由分辨率決定的， 而分辨率與光導(dǎo)纖維的直徑成反比，因此光導(dǎo)纖維的直徑盡可能地細(xì)。影響光導(dǎo)纖維對(duì)比度的因素主要有纖維的集光能力﹑透光能力﹑分辨能力和涂層的厚度。但涂層厚薄的程度宜適中，涂層厚度太厚會(huì)產(chǎn)生光的相互干擾，太薄則會(huì)漏光。

采用光導(dǎo)纖維進(jìn)行通訊，不僅能節(jié)省大量的金屬資源，而且使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，性能比電纜好得多，具有容量大﹑抗干擾性好﹑能量衰耗小，傳送距離遠(yuǎn)﹑重量輕﹑絕緣性能好﹑保密性強(qiáng)﹑成本低等特點(diǎn)。就容量而言，是非常驚人的，一根直徑只有千分之一的光導(dǎo)纖維，可以同時(shí)傳遞32000對(duì)電話。如果采用激光通訊，一條光電纜能同時(shí)接通100億條電話線路和1000萬(wàn)套電視通訊，可供全世界每人2 部電話使用。而且光導(dǎo)纖維通訊的頻率范圍寬﹑傳遞的音質(zhì)好，圖像清晰﹑色彩逼真。同時(shí)，由于光導(dǎo)纖維通訊的光能頻率高，具有極好的抗干擾性，特別是使用激光光源時(shí)更為突出，把抗干擾性又提高了一步。光能在光導(dǎo)纖維中屏蔽傳導(dǎo)﹑不易泄露﹑不易被截獲﹑具有良好地保密性。更不受空間各種頻率電磁波的干擾，也不會(huì)受到風(fēng)﹑雨﹑雷﹑電的影響，是真正的全天候式安全通訊技術(shù)。

光導(dǎo)纖維的特性決定了其廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。由光導(dǎo)纖維制成的各種光導(dǎo)線﹑光導(dǎo)桿和光導(dǎo)纖維面板等，廣泛地應(yīng)用在工業(yè)﹑國(guó)防﹑交通﹑通訊﹑醫(yī)學(xué)和宇航等領(lǐng)域。

光導(dǎo)纖維最廣泛的應(yīng)用在通信領(lǐng)域，即光導(dǎo)纖維通信。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，由于在光源和光纖方面取得了重大的突破，使光通信獲得異常迅速的發(fā)展。作為光源的激光方向性強(qiáng)﹑頻率高，是進(jìn)行光通信的理想光源；光波頻帶寬，與電波通信相比，能提供更多的通信通路，可滿足大容量通信系統(tǒng)的要求。因此，光纖通信與衛(wèi)星通信一并成為通信領(lǐng)域里最活躍的兩種通信方式。

在醫(yī)學(xué)上，光導(dǎo)纖維可以用于食道﹑直腸﹑膀胱﹑子宮﹑胃等深部探查內(nèi)窺鏡（胃鏡﹑血管鏡等）的光學(xué)元件和不必切開皮肉直接插入身體內(nèi)部，切除癌瘤組織的外科手術(shù)激光刀，即由光導(dǎo)纖維將激光傳遞至手術(shù)部位。

在照明和光能傳送方面，利用光導(dǎo)纖維進(jìn)短距離可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)光源多點(diǎn)照明，光纜照明，可利用塑料光纖光纜傳輸太陽(yáng)光作為水下﹑地下照明。由于光導(dǎo)纖維柔軟易彎曲變形，可做成任何形狀，以及耗電少﹑光質(zhì)穩(wěn)定﹑光澤柔和﹑色彩廣泛，是未來(lái)的最佳燈具，如與太陽(yáng)能的利用結(jié)合起來(lái)將成為最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的光源。今后的高層建筑﹑禮堂﹑賓館﹑醫(yī)院 ﹑娛樂(lè)場(chǎng)所﹑甚至家庭依據(jù)都可直接使用光導(dǎo)纖維制成的天花板或墻壁，以及彩織光導(dǎo)纖維字畫等，也可用于道路﹑公共設(shè)施的路燈﹑廣場(chǎng)的照明和商店櫥窗的廣告。此外，還可用于易燃﹑易爆﹑潮濕和腐蝕性強(qiáng)的環(huán)境中不宜架設(shè)輸電線及電氣照明的地方作為安全光源。

在國(guó)防軍事上，光導(dǎo)纖維也有廣泛的應(yīng)用，可以用光導(dǎo)纖維來(lái)制成纖維光學(xué)潛望鏡，裝備在潛艇﹑坦克和飛機(jī)上

纖維又稱導(dǎo)光纖維﹑光學(xué)纖維，是一種把光能閉合在纖維中而產(chǎn)生導(dǎo)光作用的纖維。它能將光的明暗﹑光點(diǎn)的明滅變化等信號(hào)從一端傳送到另一端。光導(dǎo)纖維是由兩種或兩種以上折射率不同的透明材料通過(guò)特殊復(fù)合技術(shù)制成的復(fù)合纖維。它的基本類型是由實(shí)際起著導(dǎo)光作用的芯材和能將光能閉合于芯材之中的皮層構(gòu)成。光導(dǎo)纖維有各種分類方法：按材料組成萬(wàn)分可分為玻璃﹑石英和塑料光導(dǎo)纖維；按形狀和柔性分為可撓性和不可撓性光導(dǎo)纖維；按纖維結(jié)構(gòu)分為皮芯型和自聚集型（又稱梯度型）；按傳遞性分為傳光和傳象光導(dǎo)纖維；按傳遞光的波長(zhǎng)分為可見(jiàn)光﹑紅外線﹑紫外線﹑激光等光導(dǎo)纖維。

光導(dǎo)纖維的通信主要運(yùn)用激光的高度的相干性，利用其相干性將信息轉(zhuǎn)化為光強(qiáng)信號(hào)，然后進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)．

光導(dǎo)纖維，簡(jiǎn)稱光纖，是一種達(dá)致光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理傳輸?shù)墓鈧鲗?dǎo)工具。微細(xì)的光纖封裝 在塑料護(hù)套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常光纖的一端的發(fā)射設(shè)備使用發(fā)光二極管或一束激光將光脈沖傳送至光纖，光纖的另一端的接收設(shè)備使用光敏組件檢測(cè)脈沖。包含光纖的線纜稱為光纜。由于光在光導(dǎo)纖維的傳輸損失比電在電線傳導(dǎo)的損耗低得多，更因?yàn)橹饕a(chǎn)原料是硅，蘊(yùn)藏量極大，較易開采，所以價(jià)格便宜，促使光纖被用作長(zhǎng)距離的信息傳遞工具。隨著光纖的價(jià)格進(jìn)一步降低，光纖也被用于醫(yī)療和娛樂(lè)的用途。

光纖主要分為兩類，漸變光纖與突變光纖。前者的折射率是漸變的，而后者的折射率是突變的。另外還分為單模光纖及多模光纖。近年來(lái)，又有新的光子晶體光纖問(wèn)世。

光導(dǎo)纖維是雙重構(gòu)造，核心部分是高折射率玻璃，表層部分是低折射率的玻璃或塑料，光在核心部分傳輸，并在表層交界處不斷進(jìn)行全反射，沿“之”字形向前傳輸。這種纖維比頭發(fā)稍粗，這樣細(xì)的纖維要有折射率截然不同的雙重結(jié)構(gòu)分布，是一個(gè)非常驚人的技術(shù)。各國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)多年努力，創(chuàng)造了內(nèi)附著法、MCVD法、VAD法等等，制成了超高純石英玻璃，特制成的光導(dǎo)纖維傳輸光的效率有了非常明顯的提高。現(xiàn)在較好的光導(dǎo)纖維，其光傳輸損失每公里只有零點(diǎn)二分貝；也就是說(shuō)傳播一公里后只損失4.5％。