只有头发丝那么细的光纤,究竟是如何传递信息的呢?我们收到的新年祝福又是怎样进入手机的?
首先,我们来做个实验。从水下发射激光,可以看到在水面处光线发生了偏转,这就是光的折射现象。此时若调整光线的角度,折射角也会随之改变。当达到临界角度时,光线就不会穿透水面,而是全部反射到水下,这便是全内反射。光纤传输的主要原理就基于此。
了解原理后,我们再看看光纤。光纤通常由上千根光纤束组成,单根光纤束的直径与人类的头发丝差不多。它由纤芯、包层和保护套三部分构成,信息会以光的形式在这些光纤束中传播。当光以大于临界角的角度射入纤芯时,就会在纤芯内不断发生全内反射,从而实现远距离传输。
需要注意的是,全内反射发生的条件是光要从折射率较高的介质传播到折射率较低的介质,比如实验中的水和空气,二者折射率不同,所以会发生全内反射。由于纤芯是由玻璃制成的,单独的纤芯无法完成全内反射,因此在纤芯外围还有同样由玻璃制作的包层,只是它的折射率与纤芯不同。如此一来,光信号就能在纤芯和包层之间不断发生全内反射,进而达到传输的目的。最后,在外围包裹一层保护套。
值得留意的是,光纤传输信号的距离一般不超过一百米,否则会出现信号......
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