光纖光學(物理學科名詞)

簡介

光纖光學在如今的生活中用於廣泛，比如上網際網路，看電視......無一不用光纖——可以說光纖光學是人們生活的一種基礎。

起源

現在的布線和網路使用了大量的光纖，我一直在想光纖是怎么誕生的呢？最近我一直在查這方面的資料，今天終於看到了相關的資料，現在拿來和大家分享，讓我們永遠記住他們的名字：高錕（英藉華人）、美國貝爾研究所、美國康寧玻璃公司的馬瑞爾、卡普隆、凱克。下面是相關的資料：

人類從未放棄過對理想光傳輸介質的尋找，經過不懈的努力，人們發現了透明度很高的石英玻璃絲可以傳光。這種玻璃絲叫做光學纖維，簡稱“光纖”。人們用它製造了在醫療上用的內窺鏡，例如做成胃鏡，可以觀察到距離一米左右的體內情況。但是它的衰減損耗很大，只能傳送很短的距離。光的損耗程度是用每千米的分貝為單位來衡量的。直到20世紀60年代，最好的玻璃纖維的衰減損耗仍在每公里1000分貝以上。每公里1000分貝的損耗是什麼概念呢？每公里10分貝損耗就是輸入的信號傳送1公里後只剩下了十分之一，20分貝就表示只剩下百分之一，30分貝是指只剩千分之一……1000分貝的含意就是只剩下億百分之一，是無論如何也不可能用於通信的。因此，當時有很多科學家和發明家認為用玻璃纖維通信希望渺茫，失去了信心，放棄了光纖通信的研究。

雷射器和光纖的發明，使人們看到了光通信的曙光。而要實現光纖通信，還需要在雷射器和光纖的性能上有重大的突破。但是在這兩方面的突破遇到了許多困難，尤其是光纖的損耗要達到可用於通信的要求，從每千米損耗1000分貝降低到20分貝似乎不太可能，以致很多科學家對實現光纖通信失去了信心。就在這種情況下，出生於上海的英藉華人高錕（K.C.Kao）博士(光纖之父)，通過在英國標準電信實驗室所作的大量研究的基礎上，對光波通信作出了一個大膽的構想。他認為，既然電可以沿著金屬導線傳輸，光也應該可以沿著導光的玻璃纖維傳輸。1966年7月，高錕就光纖傳輸的前景發表了具有重大歷史意義的論文，論文分析了玻璃纖維損耗大的主要原因，大膽地預言，只要能設法降低玻璃纖維的雜質，就有可能使光纖的損耗從每公里1000分貝降低到20分貝/公里，從而有可能用於通信。這篇論文使許多國家的科學家受到鼓舞，加強了為實現低損耗光纖而努力的信心。

世界上第一根低損耗的石英光纖――1970年，美國康寧玻璃公司的三名科研人員馬瑞爾、卡普隆、凱克成功地製成了傳輸損耗每千米只有20分貝的光纖。這是什麼概念呢？用它和玻璃的透明程度比較，光透過玻璃功率損耗一半（相當於3分貝）的長度分別是：普通玻璃為幾厘米、高級光學玻璃最多也只有幾米，而通過每千米損耗為20分貝的光纖的長度可達150米。這就是說，光纖的透明程度已經比玻璃高出了幾百倍！在當時，製成損耗如此之低的光纖可以說是驚人之舉，這標誌著光纖用於通信有了現實的可能性。

1970年雷射器和低損耗光纖這兩項關鍵技術的重大突破，使光纖通信開始從理想變成可能，這立即引起了各國電信科技人員的重視，他們競相進行研究和實驗。1974年美國貝爾研究所發明了低損耗光纖製作法――CVD法（汽相沉積法），使光纖損耗降低到1分貝/公里；1977年，貝爾研究所和日本電報電話公司幾乎同時研製成功壽命達100萬小時（實用中10年左右）的半導體雷射器，從而有了真正實用的雷射器。1977年，世界上第一條光纖通信系統在美國芝加哥市投入商用，速率為45Mb/s。

光纖光學(物理學科名詞)

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光纖（光學）之父

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