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光纤内传播的光为什么不会折射出来?光纤不是透明的吗?

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光纤内传播的光为什么不会折射出来?光纤不是透明的吗?


        

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  • 2007-02-14 11:57:13
          在认识光纤之前,我们先来了解一下光的传播。光是直线传播的,但当光线照射到某一物质上时便会发生折射和反射。我们常会见到玻璃和镜子“反光”就是指光的反射;一半插入水杯中的直棍看起来不再是直的是光的折射造成的假象。其实,我们之所以能够看到各种物体,那都是光的折射和反射造成的(如果没有光,我们什么也看不到)。
      光可以在真空中传播,也可以在某些物质中传播,这里所说的某些物质,在光学的术语中叫做介质或媒质。玻璃、石英、空气、水、透明塑料等等都可以传播光线,它们都是传播光的介质。不同的介质密度是不一样的,比如我们知道,水的密度要比空气大很多。表面上看起来差不多的物质(如玻璃和石英),它们的密度也是不一样的。
       因此,又分“光密介质”和“光疏介质”。当光线从一种介质射入另一种介质时就会发生折射,好像是光线拐弯儿啦。即使是同一物质,也会因某些环境条件而产生密度不同,如某处的空气热(密度低),某处的空气冷(密度高),光线在穿越冷热空气时也会发生折射(我们熟知的海市蜃楼就是因这种情况而发生的)。
      照到介质表面上的光叫入射光,经过介质折射的光叫折射光。入射光、折射光和介质的界面(两种介质相接的地方)之间存在着一种相互关系,这就是入射角和折射角。两个角度随着入射光线角度的变化而变化。当光线从光密介质射入光疏介质的角度变化到一定程度时,光就不能再射入另一个介质中了,于是就会产生光的全反射现象。
       了解了光的传播,我们再来认识光纤。简单的光纤可以就是一根玻璃丝,根据不同要求,它可以做得非常细,一般从几微米到几百微米。通常很多光纤都会在表面加(涂)上一层别的物质,叫包层或涂敷层。这一层物质可以作为光疏媒质起折射作用,有的还可以增强光纤的柔软性使其可以随意弯曲。
      没有涂敷层的光纤就叫裸纤。裸纤也可以传播光信号(这时光纤和空气就成了两种不的介质)。根据不同需要,人们在玻璃或石英中可以加入其他化学元素,可以利用多种复杂工艺使细细光纤的内部具有复杂的结构。因此,光纤的品种也是很多的,有的可以同时传送上千种不同波型的光波,有的则只能通过单一波型的光线。
      光纤的制作过程比较精细,通常叫做拉丝(看看关于拉丝的介绍和设备)。光纤通信中用到的光缆是由数十到数百根这样的光纤集成的,其中每根光纤都可承担起巨大的通讯量。看看光缆是什么样儿>>>>>> 光所以能在光纤中传输,主要是纤芯和包层的共同作用。
      根据上面讲到的光折射道理,我们就会明白,光纤的纤芯和它外面的包层肯定是两种密度不同的物质,而且纤芯的密度应该大于包层。这样,只要一个光线射入的角度合适,那么这束光线就会在光纤内部不停地进行全反射而传向另一端。 实际应用中的光纤,只要不是过分弯曲,进入光纤的光都会在光纤内来回反射,曲折向前传播,但也会有部分光渗入到包层并在其内传播。
      光在光纤中传播时也会激发出一定的电磁波模式, 这种模式同光纤的粗细有关,芯径太细难以形成确定的传输模式,芯径太粗则使传输模式增多,使色散严重,固而光纤的纤芯不能太粗也不能太细,一般为传输波长的几倍至几十倍。按照光纤中容许传输的电磁波模式的不同,可以把光纤分为单模光纤和多模光纤。
      单模光纤指只能传输一种电磁波模式,多模光纤指可以传输多个电磁波模式,实际上单模光纤和多模光纤之分,也就是纤芯的直径之分。单模光纤细,多模光纤粗。在有线电视网络中使用的光纤全是单模光纤,其传播特性好,带宽可达10GHZ,可以在一根光纤中传输60套PAL—D电视节目。
       。

    克雷依威斯

    2007-02-14 11:57:13

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