光纤通讯显神威

光纤通讯显神威

现代通讯，是人们赖以生存和发展的重要物质基础与手段。

自从1960年第一台“红宝石激光器”问世以来，人们找到了信息容量大、保密性能好、抗干扰能力强和经济实用的信息通讯载体。现代发展最快的形式是“光纤通讯”。

所谓的光纤通讯，就是利用特种的光导纤维，以激光作为载体来传递信息的一种通信方式。

下面，我们讲一讲光导纤维发明和发展的故事。

早在20世纪20年代，一些科学家就提出了利用光学纤维传递信息和图像的大胆设想。

1953年，荷兰科学家范·希尔（V.Heel）发表文章，对涂层纤维的结构、组成及通讯用途进行了有益的推测，引起了学术界的重视。

1954年，美国科学家霍普金斯（H.Hopkins）与卡帕尼（N.Kapany）进行了利用光将图像分解、传送的实验，引起了通讯技术领域的震动。

1955年，华人科学家高锟与他的助手霍克哈姆（J.Hockham）等人，提出以玻璃作为光通讯载体的大胆设想。他们在实验中发现，如果把石英玻璃中的杂质去除，在通讯中降低光的衰减率是完全可能的。高锟等人的重大发现，解决了长期以来令人棘手的光通讯载波问题，在学术界再次引起了轰动！

然而，以普通光作为载波通讯存在许多困难。

1960年，美国科学家梅曼（T.Maimen）成功地制造出世界上第一台激光器。激光是人造光，它的性质非常适合作为载波通讯。

激光的亮度、方向性、单色性等是普通光不可比拟的。在理论上，一束激光可容纳100亿个通话线路，或同时播送1 000万套电视节目而互不干扰。

激光器出现后，人们立即进行激光通讯实验。但是，实验结果表明，激光受气候和大气中各种因素的影响太大，使其应用和发展受到了限制。

1966年，英国标准通讯公司实验室提出了用玻璃纤维进行激光远距离传输信息的设想。通过实验，他们计算得出光纤的衰减率必须小于20分贝/千米，从而印证了高锟等人的研究成果。

在此期间，企业家们以他们特有的眼光插手进来，投入强大的财力和物力推进光纤通讯的研究和应用。

1970年，美国康宁公司成功地研制出衰减率低于20分贝/千米的纯二氧化硅（石英）光纤；恰好在这一年，光纤通讯激光器也问世了。这两项技术的同时突破，对光纤通讯的应用具有决定性意义。

1972年，日本电子综合研究所制成了以石英为芯子的光纤。1976年，日本电气通讯研究所又研制成每千米损耗仅0.47分贝的超低损耗光纤。

然而，上述光纤都是以石英为基本材料的。制作光纤需要大量纯度很高的石英，而提纯石英需要消耗大量的能源，而且在拉制石英光纤时废品率很高。

就在此时，高分子聚合物光纤登场了。

美国于1970年最早生产出高分子聚合物光纤，1974年，美国贝尔电话实验室又成功制造出实用的光纤材料。

高分子材料光纤是把光能闭合在纤维中、使光线在芯部沿着聚合物界面折射前进的一种复合材料。它具有优良的光学性能和物理性能，是实现光纤通讯的理想材料。

现代的通讯领域里，玻璃光纤业已取代了传统的铜质电缆。但从近几年的发展趋势看，塑料光纤、聚合物光纤又大有取代玻璃光纤的势头。