光纤是如何工作的？

光纤是一种纤细的、柔软的固态玻璃物质, 它由纤芯、包层、涂覆层三部分组成, 可作为光传导工具.

纤芯:位于光纤的中心部位, 成分为高纯度的二氧化硅即玻璃。

包层:位于纤芯的周围, 其成分也是高纯度二氧化硅。包层为光的传输提供反射面和光隔离, 并起一定的机械保护作用。

涂覆层:光纤的外层, 由丙烯酸酯、硅橡胶和尼龙组成。涂覆层保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤。 

光纤通信的实现基于光的全反射原理。当光进入光纤中心传播时, 光纤纤芯的折射率n1比包层n2高, 而纤芯的损耗比包层低, 这样光会发生全反射现象, 其光能量主要在纤芯内传输, 借助于接连不断地全反射, 光可以从一端传导到另一端。

光纤的工作原理:在发射端首先把要传输的信息(如话音)变成电信号, 然后通过激光器发射到激光束上, 光的强度会随电信号的频率一起变化, 并通过光纤发射出去, 在接收端, 检测器受到光信号后把它变成电信号, 经过处理后恢复原信息。

光纤内部用玻纤制成的光导纤维, 可以把光信号传输到几千公里外, 将几百上千根光导纤维组合在一起, 制成像电缆一样的光缆, 这样既提高了光导纤维的强度, 又较大地增加了通讯容量。

光在不同物质中的传播速度是不一样的, 所以从一种物质射到另一种物质时, 两种物质的交界处会发生折射和反射, 而且折射光的角度会随入射光的角度变化而变化, 当入射光的角度达到或者超过某一角度时, 折射光会消失, 入射光全部被反射回来, 这就是光的全反射。

光信号就是在光纤内经过一次次的折射传输到终点的, 光信号在一次次折射后会分散或者衰减, 就需要把光信号每50公里放大一次。