强推被分享过无数次的《奇妙的发明》,值得反复读!(8)
2023-05-01 来源:飞速影视
可见,用光传递信息远比用电传递信息的历史来得悠久,当然所有这些都只是在空气中传递光的信息。说它年轻,是因为光通信真正成为现实,还是近三十多年的事情,只是在激光器出现之后,电缆通信和无线电通信已显示出许多不足,采用光学方法代替电学方法传递信息才成为当务之急。于是,以光导纤维(简称光纤)为核心的光纤通信技术就应运而生。
作为一门高新科技,光纤通信可以说是物理学、化学、电子学、材料科学等学科的综合产物,在当代高新科技中具有特殊的地位。我国国家科学发展规划,把光纤通信和计算机、生物工程等项目并列为技术革命的重点,就可见其重要性。
光纤通信是现代信息传输的重要方法之一。它的特点是:容量大,保密特性好,抗干扰性能强,中继距离大,节省铜材等。
光纤一般是由同心圆柱形的双层透明介质,主要是石英玻璃之类的介质组成,石英玻璃实际上就是二氧化硅(SiO2)。介质的内层叫纤芯,外层叫包层,纤芯的折射率高于包层,光纤拉成细丝,其直径约为数微米,包层直径为125微米。多根光纤组成光缆,结构与电缆差不多,其制造方法和环境要求也与电缆类似。
值得特别向读者介绍的是,英籍华裔科学家高锟(Charles Kao)的开创性工作对这项重大课题的解决具有决定性的意义。
1966年,高锟和他的合作者霍克汉(G·A·Hockham)在进行一系列理论和实验研究之后,发表了一篇著名论文,提出用光纤进行长距离通信的建议。他们预言光波导材料的衰减率有可能从当时的每千米1000分贝(即1000dB/km)降低到每千米20分贝(即20dB/km),他们证明单模光纤每秒有可能传送10亿位数字信号,并论证了单模光纤的要求和特性。这两位科学家以敏锐的洞察力,勾画出了尚未出现的技术蓝图。他们认为最艰难的任务是研制损耗低于20dB/km的光纤材料。这一指标在1966年实在难以实现,但是在高锟的激励下,仅仅过了4年,就有人宣布达到了这个指标。从此,光纤通信技术蓬勃发展,而高锟和霍克汉的这篇著名论文就成了光纤通信领域的里程碑。
高锟1933年生于上海,1957年获伦敦大学物理学士学位,1965年获博士学位,1957~1960年任英国标准电话和电缆公司工程师,1960~1970年转到英国标准电信实验室(STL)任职。就在这里,他和霍克汉在微波技术专家卡博瓦克(T·Karbowiak)的领导下,对微波波导开展研究,并在卡博瓦克引导下,转向光波波导的研究。
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