先進(jìn)的激光通信技術(shù)
那么如何傳遞激光呢?我們知道,電是可以沿著銅線輸送的,但光是不能沿著普通金屬線輸送的。為此,科學(xué)家們研制出來一種能夠傳輸光的細(xì)絲,叫作光導(dǎo)纖維,簡稱光纖。光纖是用特種玻璃材料制成的,直徑比人的頭發(fā)絲還要細(xì),通常為50~150 微米,而且非常柔軟。
用光傳遞信息,在今天十分普遍。比如,艦船用燈語通信,交通燈用紅、黃、綠三色調(diào)度。但是所有這些用普通光傳遞信息的方式,都只能局限在短距離內(nèi)。要想把信息通過光直接傳遞到遙遠(yuǎn)的地方,就不能用普通光,而只能動用激光。
那么如何傳遞激光呢?我們知道,電是可以沿著銅線輸送的,但光是不能沿著普通金屬線輸送的。為此,科學(xué)家們研制出來一種能夠傳輸光的細(xì)絲,叫作光導(dǎo)纖維,簡稱光纖。光纖是用特種玻璃材料制成的,直徑比人的頭發(fā)絲還要細(xì),通常為50~150 微米,而且非常柔軟。 實(shí)際上,光纖的內(nèi)芯是高折射率的透明光學(xué)玻璃,而外面的包皮層則是用低折射率的玻璃或塑料制成。這樣的結(jié)構(gòu),一方面能使光沿著內(nèi)芯折射前進(jìn),就像水在自來水管里往前流動,電在導(dǎo)線中往前傳輸一樣,即使千繞百折也沒有什么影響。另一方面,低折射率的包皮層又能阻止光外泄,就像水管不會滲水,電線的絕緣層不會導(dǎo)電一樣。 光導(dǎo)纖維的出現(xiàn)解決了傳遞光的途徑,但并不是說有了它就可以把任何光都能傳送到很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)的地方去。只有亮度高、顏色純、方向性好的激光,才是傳遞信息最理想的光源,它從光纖的一端輸入后,幾乎沒有什么損失又從另一端輸出。因此,光通信實(shí)質(zhì)上就是激光通信,它具有容量大、質(zhì)量高、材料來源廣、保密性強(qiáng)、經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn),被科學(xué)家們譽(yù)為通信領(lǐng)域的一場革命,是技術(shù)革命中最輝煌的成果之一。 激光通信先進(jìn)在哪里?激光通信的優(yōu)點(diǎn)首先是容量大。它的容量有多大呢?當(dāng)我們平時(shí)打電話時(shí),講著講著有時(shí)會串進(jìn)來不相干的說話聲。這種打架現(xiàn)象是由于一對電話線上只能通過一路電話,如果另外串進(jìn)來一路電話,正常的通話雙方就會受到干擾。假如有10對人同時(shí)用一對電話線通話,就等于20個(gè)人同時(shí)講話,那就根本無法通話了。為了解決這個(gè)問題,就必須采用載波等方法,使各路電話分別處在各個(gè)頻段上。由于普通電話的頻率范圍為300~400赫,而在一對電話線上最高頻率只有1500千赫,所以在一對電話線上只能同時(shí)通過十幾路電話。顯然,這樣的電信容量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今信息社會的要求的。 如果我們把普通電話的傳輸信息量比作是小推車的話,那么激光通信則是汽車。由于激光的頻率要比無線電波高得多,所以激光通信的信息容量要比電氣通信大10億倍。一根比頭發(fā)絲還細(xì)的光纖就可以傳輸幾萬路電話或幾千路電視節(jié)目。由20根光纖組成的光纜只有一支鉛筆那樣粗細(xì),每天可以通話76200人次。相比之下,由1800根銅線組成的電纜,直徑約7.6厘米,但每天卻只能通話900人次。 尤其令人驚訝的是,光纖通信特別適合于電視、圖像和數(shù)字的傳遞。據(jù)報(bào)道,一對光纖可在一分種內(nèi)傳遞全套《大英百科全書》。 此外,制造光導(dǎo)纖維的材料是地球上到處都有的砂子——石英,只要幾克石英就能制造出1千米長的光纖。這樣,不僅原材料取之不盡、用之不竭,還可以大大節(jié)約銅和鋁材。正因?yàn)槿绱耍壳笆澜缟习l(fā)達(dá)國家都在競相研究激光通信。于是激光通信成了爭相發(fā)展的寵兒。 在通信技術(shù)史上,光纖通信技術(shù)的發(fā)展之快是前所未有的。 拿通信技術(shù)史上的幾個(gè)里程碑來看,電話從發(fā)明到應(yīng)用,花費(fèi)了60年左右的時(shí)間,并且電話通信至今仍大量、普遍使用。無線電技術(shù)(例如電報(bào))從發(fā)明到應(yīng)用也花了30年左右時(shí)間。電視技術(shù)雖然發(fā)展較快,但仍然孕育了約14年。而激光通信,從第一根低損耗光導(dǎo)纖維的誕生到應(yīng)用,總共只有5年時(shí)間。現(xiàn)在激光通信不僅應(yīng)用廣泛,而且形成了巨大的光纖市場。 1977年5月,美國有一家大公司叫電報(bào)電話公司,它在芝加哥市內(nèi)的兩個(gè)電話局之間,敷設(shè)了世界上第一條短距離的光導(dǎo)纖維通信線路,此后在全美國近百個(gè)地方建立了總長幾百千米的短距離激光通信線路。這就意味著在短距離內(nèi),激光通信已開始取代普通的電氣通信。到了1983年,美國紐約到波士頓之間長達(dá)600千米的光導(dǎo)纖維通信已投入使用。 |

1.行業(yè)新聞、市場分析。 2.新品新技術(shù)(最新研發(fā)出來的產(chǎn)品技術(shù)介紹,包括產(chǎn)品性能參數(shù)、作用、應(yīng)用領(lǐng)域及圖片); 3.解決方案/專業(yè)論文(針對問題及需求,提出一個(gè)解決問題的執(zhí)行方案); 4.技術(shù)文章、白皮書,光學(xué)軟件運(yùn)用技術(shù)(光電行業(yè)內(nèi)技術(shù)文檔);
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