光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)寫(xiě)，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導(dǎo)工具。光纖一般封裝在塑料護(hù)套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常，光纖的一端的發(fā)射裝置使用發(fā)光二極管或一束激光將光脈沖傳送至光纖，光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測(cè)脈沖。

光纖的發(fā)展歷史

　　1870年初春的一天，英國(guó)物理學(xué)家丁鐸爾在暗室里做試驗(yàn)。一股水流從容器的側(cè)壁孔中向外流出，當(dāng)人們?cè)谝粋?cè)壁給水照明時(shí)，從孔中流出來(lái)的水，幾乎在整個(gè)長(zhǎng)度上都在發(fā)光，而且本來(lái)直線傳播的光，現(xiàn)在竟沿著這股彎曲的水流在耀動(dòng)，驚訝地發(fā)現(xiàn)光彎曲了。這個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)，給大家留下了深刻的印象，并因此而產(chǎn)生人們難以估量的社會(huì)影響。

　　原來(lái)，光隨著折射率大的水進(jìn)入折射率小的物質(zhì)時(shí)，在兩種物質(zhì)的交界面上會(huì)產(chǎn)生全反射，使光不進(jìn)入折射率小的物質(zhì)，而全部返回到折射率大的物質(zhì)中。后來(lái)，人們用玻璃纖維模擬這股水流，制成了玻璃光纖。把玻璃纖維的一端截面對(duì)準(zhǔn)某一物體，不管它彎曲成什么樣的角度和形狀，都能從另一端的截面上清楚地看出射入的圖像。光是沿直線傳播的，而光纖卻是彎彎曲曲的。光纖實(shí)際上可以被看作是非常細(xì)的圓柱，圓柱的壁能夠像鏡子一樣，把光從上邊反射到下邊，又從下邊反射到上邊，如此反復(fù)，一直傳送到光纖的終端。

　　光纖的結(jié)構(gòu)呈圓柱型，中間為具有高折射率的芯材，外面裹上低折射率的包皮，Z外面是塑料護(hù)套。這樣特殊的結(jié)構(gòu)，加上精心的選材，使光纖既柔軟如絲，又具有高抗拉強(qiáng)度和抗壓能力。同時(shí)，光波衰減小，可以多功能傳輸聲音、圖像和文字，適應(yīng)低溫環(huán)境，抗電磁干擾，耐放射性輻射。光波在光纖中傳播不向外輻射電磁波，有很高的保密性能，信息以光速傳送，速度無(wú)與倫比。光通信比電通信的容量要提高1億-10億倍，一根光纖能同時(shí)傳輸100億個(gè)電話，或1000萬(wàn)套電視節(jié)目。

　　同樣100米長(zhǎng)的銅電纜和光纜，若傳遞信息的頻帶寬同為40000兆赫茲，則銅電纜需直徑58毫米的銅纜656股，總重量為219760千克，電纜外部的總直徑為1458毫米，其價(jià)值為1312000美元。而光纜只要一根直徑為8.7毫米的光纖，其總重量?jī)H為6.6千克，價(jià)值只有680美元。再做一個(gè)比較，一根1千米長(zhǎng)、直徑125毫米的光纖，僅重30克。它的重量是銅電纜的千萬(wàn)分之三，價(jià)格為銅電纜的萬(wàn)分之五。相比之下，光纖既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。

光纖的作用

　　光纖現(xiàn)已在通信、電子和電力等領(lǐng)域日益擴(kuò)展，贏得人們的青睞。

　　美國(guó)現(xiàn)已成功地運(yùn)用光纖完成了輸電功能，在電力領(lǐng)域中開(kāi)拓出一條嶄新的途徑。他們?cè)诎l(fā)送端利用半導(dǎo)體激光二極管，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榧す庠诠饫w中傳送，在接收端，他們用太陽(yáng)能電池作為接受端器件。這種器件用300微米厚的砷化鎵作為絕緣基片，上面覆蓋20微米厚的太陽(yáng)能電池。它被分為6個(gè)獨(dú)立的區(qū)域，這些區(qū)域由鍍金的空氣橋串聯(lián)起來(lái)。當(dāng)光纖傳來(lái)的激光照射到太陽(yáng)能電池時(shí)，光能立即變成電能。每個(gè)區(qū)域產(chǎn)生的電壓恰好是1伏，6個(gè)區(qū)域串起來(lái)就有6伏電壓，足可供大多數(shù)傳感器的控制電路使用。如果把激光二極管的功率繼續(xù)提高，再配上整套的電能傳送系統(tǒng)，光纖輸電就可以廣泛地運(yùn)用于軍事、工業(yè)、商業(yè)等各個(gè)方面。

　　法國(guó)專門(mén)從事計(jì)算機(jī)、電子設(shè)備、信號(hào)處理和圖像技術(shù)的波根實(shí)驗(yàn)室利用光的孤波子和短脈沖，可在光纖內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)失真?zhèn)鬏敗＿@一技術(shù)可解決色散和非線性效應(yīng)問(wèn)題，無(wú)需沿光纜設(shè)置多個(gè)再生裝置。工作時(shí)只需在每100公里左右的地方設(shè)置一個(gè)放大器，孤波子波就可以相互穿越，互不干擾。據(jù)稱，這一新技術(shù)用于6450-12900公里海底潛艇，可以解決通訊閑難問(wèn)題。

　　近年來(lái)，由于光纖通信的異軍突起，以海底光纜代替海底電纜已成為發(fā)展趨勢(shì)。目前，全世界已經(jīng)鋪設(shè)海底光纜40萬(wàn)公里，這個(gè)長(zhǎng)度幾乎可以圍繞地球10圈。由于兩端采用了激光器，在傳輸中已經(jīng)不再需要放大信號(hào)的中繼器，這樣，就會(huì)使通信成本大大降低，通話費(fèi)用相應(yīng)減少?，F(xiàn)在，連接全世界的海底通信光纖電纜已經(jīng)鋪設(shè)完成。這是20世紀(jì)通信領(lǐng)域Z宏偉的工程，得到世界30個(gè)國(guó)際電信組織的支持。它橫跨大西洋，穿越地中海，經(jīng)紅海和印度洋，穿過(guò)馬六甲海峽進(jìn)入太平洋。該工程連接175個(gè)國(guó)家和地區(qū)，能夠同時(shí)使240萬(wàn)部電話通話或同時(shí)傳輸幾十萬(wàn)幅壓縮的畫(huà)面。