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光纤如何工作?
日期:2021-02-19 03:06:54
如今,光纤已广泛用于连接我们的现代世界,并能够在各个国家和大洋之间发送信息,但是它们如何工作?
 
如何工作 
光纤在基本层面上很容易理解。本质上,光形式的信息是从一个地方发送到另一个地方的,通常是通过光纤完成的。这样做的好处来自被称为全内反射(TIR)的东西,这意味着光能够通过简单地“从一个表面反射到另一个表面”通过柔性光纤传输直到到达目的地。

光纤内部反射图
 
反射与折射 
任何时候,光线照射到表面上时,它都可能被反射(反射)或穿过(折射)。通过光纤传输光的关键是确保光撞击表面的角度大于临界角,以确保完全反射而不是折射。这需要相当多的数学运算,但是为了简化它,应该确保光入射的表面角度不会太大,以确保发生反射而不发生折射。
 
了解光纤的结构 
光纤通常包含一个由石英玻璃制成的芯,然后由被称为包层的玻璃外层包围。包层的设计制造方式是通过使用少量的硼或锗来降低其折射率。

单模光纤结构
 
通过光发送数据 
在现代社会中,数据是以所谓的二进制数(基本上是1和0)发送和接收的。可以将其视为具有两种设置(开(1)或关(0))的电灯开关。如果您以特定的模式打开和关闭开关上的灯,则可以用来形成有些复杂的消息。如下面的示例一:

二进制图
 
类似地,通过使用所谓的脉冲代码调制或PCM,以激光脉冲的形式通过光纤发送数据。
 
光纤使我们能够巧妙地利用光的反射和折射,通过专门设计的光纤以光速(每秒186,000英里)在全球范围内发送信息。