时光隧道里的光纤

光纤，是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。通常，光纤的一端的发射装置使用发光二极管或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。

关于光导纤维的发明和使用有一段趣事。1870年的一天，英国物理学家丁达尔在皇家学会的演讲厅阐述光的全反射原理，并做了一个简单的实验：在装满水的木桶上钻个孔，然后用灯从桶上边把水照亮。观众们大吃一惊，放光的水从水桶的小孔里流了出来，水流弯曲，光线也跟着弯曲，光居然被弯弯曲曲的水俘获了。

人们曾发现，光能沿着从酒桶中喷出的细酒流中传输；人们还发现，光能顺着弯曲的玻璃棒前进。这是为什么呢？难道光线不再直进了吗？这些现象引起了丁达尔的注意。经过研究，他发现这是全反射的作用，即光从水中射向空气，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线都反射回水中。表面上，光好像在水流中弯曲前进；实际上，在弯曲的水流里，光仍沿直线传播，只不过在内表面上发生了多次全反射，光线经过多次全反射向前传播。

后来，人们造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝——玻璃纤维。当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。由于这种纤维能够用来传输光线，所以称它为光导纤维。

在日常生活中，由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤被用作长距离的信息传递。光纤传输具有频带宽、损耗低、重量轻、抗干扰能力强、保真度高、工作性能可靠、成本不断下降等优点。

利用光导纤维进行的通信叫光纤通信。1对金属电话线至多只能同时传送1000多部电话，而根据理论计算，1对细如蛛丝的光导纤维可以同时通100亿部电话！铺设1000公里的同轴电缆大约需要500吨铜，改用光纤通信只需几公斤石英就可以了。沙石中就含有石英，几乎是取之不尽的。

另外，利用光导纤维制成的内窥镜，可以帮助医生检查胃、食道、十二指肠等的疾病。光导纤维胃镜是由上千根玻璃纤维组成的软管，它有输送光线、传导图像的本领，又有柔软、灵活，可以任意弯曲等优点，可以通过食道插入胃里。光导纤维把胃里的图像传出来，医生就可以窥见胃里的情形，然后根据情况进行诊断和治疗。