光纤(optical fiber) 简介.doc

姓名 張家源 班級 物三乙 學號 8522042 指導教授 郭豔光老師 光通信簡史 在千百年前人類在開始使用光來通信，比方烽火警，煙火傳訊，還用鏡子反射太陽光來交換情報等等。到了現在，海上航行的船隻還利用信號燈來發報摩斯電碼！ 而利用玻璃纖維來傳輸光波訊號的概念也可以追朔至古代。在遠古希臘時代，當地人開始製造玻璃時就發現可以利用玻璃來導引光波。而到了十九世紀，英國的光學研究已經非常的發達了，人們又再一次的注意到一個現象，如果將水噴成非常細窄的一條水柱的話，那麼這個水柱也可以引導光波。但是要到了一九三0年左右，德國才開始嘗試使用光學玻璃纖維來引導光波。等到了一久五八年，英國有人設計出現代光纖雛型，它是一種用玻璃當做核心，用另一種玻璃包覆起來。日本人根據這個雛型，在一九六0年左右造出玻璃光纖，並且用來傳送光學畫面。但是由於損耗率太高，只能把訊號傳送到一公尺遠，再遠就不清楚啦。所以當時的人們認為沒有實用的價值，就中止了利用玻璃光纖傳輸資訊的企圖了。 但在同時美國卻進行著另一種形式的光導實驗。他們的方法相當簡單，先取一條導管，將內部抽成真空，在每隔一段距離安置一個會聚透鏡，利用透鏡聚光的原理就可以引導光波。其中的一組實驗是選用十個焦距為五十公尺的會聚透鏡，每隔一百公尺安置一個，這樣子就可以將光波在真空中導引到一公里之外。 到了一九六六年左右，美日兩國的學者已經相當重視半導體雷射在光通信方面的應用。當時他們就了解在非常高頻率下直接進行光調制的可能性。另外英國和日本又重新考慮製造一種耗損很低，帶寬很高的玻璃光纖來充當光通信的傳輸線。 大約是一九七0年左右，光通訊史上有了兩項突破性的發展。先是美國發明了一種半導體雷射，能夠在室溫之下持續運作，經改良之後，這種雷射有相當長的壽命。另外美日兩國分別製造出傳輸損耗為20 dB/km(每公里二十分貝)的傳輸線。在這之前的記錄是英國的150 dB/km。這兩項突破，一者解決了光源的問題，另外一者解決了傳輸線的困難，所以光通信的身價一夕數漲。之後又引進新的半導體處理方法，終於發展成一種品質優良的光纖傳輸線。 除了光纖之外，還有其它的方法可以傳輸光信號，也說不一定那一天會用到這些方法。在此簡單介紹一下，並且和光纖比較一下，下圖是光通訊的演進史，它起源於用白熾燈做光源贊自由空間內傳輸，終止於使用雷射二極管做光源在光纖內傳輸。 它是數千數百年來慢慢演進的過程，將其中比較重要的幾種方法列於其下，可幫助了解光通訊的演進。 自由空間的傳輸 燈 光電池 燈 透鏡導引 光倍增器 鏡面反射 雷射 氣態透鏡 氣態雷射 光二極管 薄膜 波導 雷射二極管 光纖 雪崩式光二極管 圖1. 光通信簡史 光纖通信的優點 光纖是目前所知最好的光導輸送線，它的優點很多： 損耗低，在許多波長下，其傳輸損耗均少於1 dB/km， 即每公里訊號損失小於25﹪。目前得市場上，用石英玻璃製的光纖具有最低的傳輸損耗，對非常純的石英玻璃而言，在1.5