如今,光纖已廣泛用于連接我(wo)們(men)的現代世界,并能夠(gou)在各個國(guo)家和(he)大洋(yang)之(zhi)間發送信息,但是它們(men)如何工作?
如(ru)何(he)工作
光纖在基(ji)本(ben)(ben)層面(mian)上(shang)很(hen)容易理(li)解。本(ben)(ben)質上(shang),光形(xing)式的(de)信息(xi)是(shi)從一個地方(fang)發送到另一個地方(fang)的(de),通(tong)常(chang)是(shi)通(tong)過光纖完成的。這樣做的好處(chu)來自被稱為(wei)全內反射(TIR)的東(dong)西,這意(yi)味著(zhu)光能夠通(tong)過簡(jian)單地(di)“從一個(ge)表面反射到另一個(ge)表面”通(tong)過柔性光纖(xian)傳輸直到到達目的(de)地。

反射與(yu)折射
任何時(shi)候,光(guang)線(xian)照射(she)(she)到表面上時(shi),它(ta)都可能被反(fan)射(she)(she)(反(fan)射(she)(she))或穿過(折(zhe)射(she)(she))。通(tong)過光(guang)纖(xian)傳輸光(guang)的(de)(de)(de)關鍵是(shi)確(que)保(bao)(bao)光(guang)撞擊表面的(de)(de)(de)角度大于(yu)臨界角,以確(que)保(bao)(bao)完全反(fan)射(she)(she)而(er)不(bu)(bu)是(shi)折(zhe)射(she)(she)。這需要相當多的(de)(de)(de)數學運(yun)算,但是(shi)為了(le)簡化(hua)它(ta),應該(gai)確(que)保(bao)(bao)光(guang)入射(she)(she)的(de)(de)(de)表面角度不(bu)(bu)會(hui)太大,以確(que)保(bao)(bao)發生(sheng)反(fan)射(she)(she)而(er)不(bu)(bu)發生(sheng)折(zhe)射(she)(she)。
了解光(guang)纖的(de)結構(gou)
光纖(xian)通常包(bao)含一個由(you)石(shi)英玻璃(li)制成的(de)芯,然后(hou)由(you)被稱為包(bao)層的(de)玻璃(li)外層包(bao)圍。包(bao)層的(de)設(she)計制造方式是通過使用(yong)少量的(de)硼或鍺來降低其折射率。

通過光(guang)發送數(shu)據
在現代社會中,數據是(shi)以所謂(wei)的(de)二進制數(基(ji)本上是(shi)1和(he)(he)0)發送和(he)(he)接(jie)收(shou)的(de)。可(ke)以將其視為具有(you)兩種設置(zhi)(開(1)或關(guan)(0))的(de)電燈開關(guan)。如果您以特定的(de)模式打開和(he)(he)關(guan)閉開關(guan)上的(de)燈,則可(ke)以用來形(xing)成有(you)些復(fu)雜的(de)消息。如下(xia)面的(de)示例(li)一:

類(lei)似地,通過(guo)使用所(suo)謂的脈沖(chong)(chong)代碼調制或PCM,以激光脈沖(chong)(chong)的形式(shi)通過(guo)光纖發送數據。
光纖使我(wo)們能夠巧妙地(di)利用光的(de)反(fan)射和折射,通過專門設計的(de)光纖以光速(每秒186,000英里)在全球范圍內(nei)發(fa)送(song)信息。