什么是光纤?
光纤是一种柔性、透明的玻璃/纤维,通过将玻璃(二氧化硅)或塑料拉制成直径略大于人类头发的直径而制成。传输是指信号作为光脉冲沿玻璃(二氧化硅)光纤的传输。
光纤以所谓的模式将光信号传输下去。不同的传播方式:模式只是光束沿光纤传播的路径。一种模式是直接沿着光纤的中间。另一种是以浅角度沿光纤反弹。其他模式涉及以其他角度沿光纤反弹,或多或少是陡峭的。
zui简单的光纤类型称为单模光纤。它有一个非常薄的核心,直径约为5-10微米(百万分之一米)。在单模光纤中,所有信号都沿中间直线传播,而不会从边缘反弹(图中的黄线)。单模光纤通常将有线电视、互联网和电话信号包裹在一起,形成一个巨大的束。这样的电缆可以发送超过100公里(60英里)的信息。
另一种类型的光纤光缆称为多模。多模电缆中的每根光纤大约是单模电缆中光纤的10倍。这意味着光束以各种不同的路径(黄色、橙色、蓝色和青色线)穿过核心,换句话说,以多种不同的模式。多模电缆只能在相对较短的距离内发送信息,并且(除其他外)用于将计算机网络连接在一起。
单模和多模光纤
一种名为胃镜(一种内窥镜)的医疗工具中使用了更厚的纤维,医生可以戳下某人的喉咙来检测他们胃里的疾病。胃镜是由许多光纤组成的粗光纤光缆。胃镜的顶端有一个目镜和一盏灯。灯将光线从电缆的一部分照射到患者的胃里。当光线到达胃部时,它会从胃壁反射到电缆底部的透镜上。然后,它沿着电缆的另一部分回到医生的目镜中。其他类型的内窥镜工作方式相同,可用于检查身体的不同部位。还有一种工业版本的工具,称为纤维内窥镜,可用于检查飞机发动机中难以接近的机械部件等。
光在单模和多模光纤中以不同的方式传播。下图:典型单模光纤光缆内部(未按比例绘制)。薄芯被直径大约十倍的包层、塑料外涂层(大约是包层直径的两倍)、一些由坚硬材料制成的强化纤维(如芳纶纱)包围,外层有一层保护性外套。
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