一、什么是光导纤维
光导纤维是一种比头发丝还细的玻璃纤维丝。光导纤维于20世纪20年代就研制出来了,是用超纯石英玻璃在高温下拉制而成的,有很好的导光能力。但是由于传输过程中光波衰减太大,因此没有实用价值。那时光导纤维每千米衰减100分贝,所以如果用来通信,就要每隔20米设一个中继站,故未能在实际通信中应用。

1966年,英籍华人高琨博士发表一篇著名的论文,首次提出解决玻璃纯度和成分的问题,就能够得到光传输衰减很小的玻璃纤维。
高琨于1957年从伦敦大学毕业,1965年开始从事光通信研究。他先是进行砷化镓光电二极管为光源的通信系统研究,后来又对光的传输媒体进行研究,发现主要困难是光波在纤维媒体中的损耗大,材料太脆,制作困难。于是他从改变材料的成分、纯度和结构入手,以解决光波传输的损耗等问题。实验结果表明,石英玻璃材料中的杂质浓度是影响光波衰减的主要因素,并对波长为1微米的光波进行实验得到每千米只衰减1分贝的好成果。他经过反复实验取得了许多重要的数据,为撰写论文打下了良好的基础。于是一篇以《适合于光频率的绝缘介质纤维表面波导》为题的论文发表了。他充分论述了经过多年艰辛探索的理论结果和实验成果。论文很快引起各国科学家和工程技术人员的重视和赞扬,并被广泛引入实际应用。1970年,美国康宁玻璃公司首先拉制成功第一根每千米只衰减20分贝的石英玻璃光导纤维。此后,光导纤维的衰减率不断下降:1974年,每千米2分贝;1976年,每千米1分贝;1979年,每千米0.2分贝;80年代达到每千米0.16分贝;90年代研制的氟化物玻璃纤维衰减更低,已降到每千米0.03分贝。这种高纯度氟化物玻璃光导纤维的传输能力十分强,一次传送距离长达4800千米,可以在无中继站的情况下进行洲际光通信。今天,可以说,光导纤维已走过艰辛的历程,取得了辉煌的成绩。
光纤的结构呈圆柱形,中间是直径为8微米或50微米的纤芯,具有高折射率,外面裹上低折射率的包层,最外面是塑料护套,整个外部直径为125微米。特殊的制造工艺,特殊的材料,使光纤既纤细似发,柔顺如丝,又具高抗拉强度,大抗压能力。在性能上,对光波衰减小,可以多功能传输声音、图像和文字,适应低温环境,抗电磁干扰,耐放射性辐射,光波在光纤中传播不向外辐射电磁波,有极高的保密特点,信息以光速传送,速度无与伦比,光通信比电通信的容量要提高1~10亿倍,一根光纤能同时传输100亿个电话,或1000万套电视节目,容量之大,难以想像,使它理所当然地成为现代通信的“天之骄子”。光导纤维不仅可用于通信,还可以用作传送光能;可以制作医用胃窥镜和工业用内腔镜,用途广泛。
二、什么是光导纤维它有什么用途
光通信的传输材料。光通信的线路采用像头发丝那样细的透明玻璃纤维制成的光缆。在玻璃纤维中传导的不是电信号,而是光信号,故称其为光导纤维。远距离通信的效率高,容量极大,抗干扰能力极强。
现代科学创造的奇迹之一,是使光像电流一样沿着导线传输。不过,这种导线不是一般的金属导线,而是一种特殊的玻璃丝,人们称它为光导纤维,又叫光学纤维,简称光纤。
1870年,英国科学家丁达尔做了一个有趣的实验:让一股水流从玻璃容器的侧壁细口自由流出,以一束细光束沿水平方向从开口处的正对面射入水中。丁达尔发现,细光束不是穿出这股水流射向空气,而是顺从地沿着水流弯弯曲曲地传播。这是光的全反射造成的结果。
光导纤维正是根据这一原理制造的。它的基本原料是廉价的石英玻璃,科学家将它们拉成直径只有几微米到几十微米的丝,然后再包上一层折射率比它小的材料。只要入射角满足一定的条件,光束就可以在这样制成的光导纤维中弯弯曲曲地从一端传到另一端,而不会在中途漏射。科学家将光导纤维的这一特性首先用于光通信。一根光导纤维只能传送一个很小的光点,如果把数以万计的光导纤维整齐地排成一束,并使每根光导纤维在两端的位置上一一对应,就可做成光缆。用光缆代替电缆通信具有无比的优越性。比如20根光纤组成的像铅笔精细的光缆,每天可通话7.6万人次,而1800根铜线组成的像碗口粗细的电缆,每天只能通话几千人次。光导纤维不仅重量轻、成本低、敷设方便,而且容量大、抗干扰、稳定可靠、保密性强。因此光缆正在取代铜线电缆,广泛地应用于通信、电视、广播、交通、军事、医疗等许多领域,难怪人们称誉光导纤维为信息时代的神经。我国自行研制、生产、建设的世界最长的京汉广(北京、武汉、广州)通信光缆,全长3047公里,已于1993年10月15日开通,标志我国已进入全面应用光通信的时代。
光纤传导光的能力非常强,利用光缆通讯,能同时传播大量信息。例如一条光缆通路同时可容纳十亿人通话,也可同时传送多套电视节目。光纤的抗干扰性能好,不发生电辐射,通讯质量高,能防窃听。光缆的质量小而细,不怕腐蚀,铺设也很方便,因此是非常好的通讯材料。目前许多国家已使用光缆作为长途通讯干线。我国也开始生产光导纤维,并在部分地区和城市投入使用。随着时代的进步和科学的发展,光纤通讯必将大为普及。
光纤除了可以用于通讯外,还用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面。例如,可将光导纤维内窥镜导入心脏,测量心脏中的血压、温度等。在能量和信息传输方面,光导纤维也得到了广泛的应用。
·光导纤维又称导光纤维﹑光学纤维,是一种把光能闭合在纤维中而产生导光作用的纤维。它能将光的明暗﹑光点的明灭变化等信号从一端传送到另一端。光导纤维是由两种或两种以上折射率不同的透明材料通过特殊复合技术制成的复合纤维。它的基本类型是由实际起着导光作用的芯材和能将光能闭合于芯材之中的皮层构成。光导纤维有各种分类方法:按材料组成万分可分为玻璃﹑石英和塑料光导纤维;按形状和柔性分为可挠性和不可挠性光导纤维;按纤维结构分为皮芯型和自聚集型(又称梯度型);按传递性分为传光和传象光导纤维;按传递光的波长分为可见光﹑红外线﹑紫外线﹑激光等光导纤维。
三、光导纤维为什么能够导光光导纤维有哪些优点
1、光纤导光是这几年刚刚开始走向市场的一种新型的导光照明系统,他主要是以光纤作为导光的载体,让阳光通过光纤到达指定的照明区域。光纤导光管在集光部分采用的是可追光的透镜集光头,这种设计保证了集光器能够全天接受太阳光的直射,缺点就是配件的增加导致故障率升高。
2、光纤集光器中的透镜将光线折射汇聚到一个点,点的端头是光纤材质,光通过光纤的导光进入指定区域照明,可以用多个透镜来照射多根光纤,多根光纤可分散进入不同的区域,这是由于光纤具有可转向性。不同于传统的导光管,光纤能够分散和转向到不同的地区,有时候一台光纤导光管能够带动多个室内空间的自然光采光照明。
3、我们现在常用的导光管,是一种被动式的集光装置,晶钻的设计外观可以从多个角度来收集自然光,他的管道直径没有光纤导光管那样细小,这也从安装角度决定需要在建筑物顶部开孔的面积大。但是在单个建筑的采光方面远胜于光纤导光管。
关于导光纤维到此分享完毕,希望能帮助到您。









