光纤怎么传输信号？

小梦127501685

这是一个看似高深，其实很简单的问题。

我们先来说说什么是光纤，光纤就是光导纤维，这是一位透明的玻璃纤维丝，光纤传播信号使用的原理是光通讯技术，通过特殊光的形式把信号从一端传向另一端。著名的华裔科学家高锟就是因为提出可以用光导纤维来进行信息通讯而获得了2009年诺贝尔物理学奖。

那么光纤是怎么传输信号的呢？科学家会把发光二极管或者是激光二极管产生的光打到光纤内部，在打光之前，会通过一个特制的光放大器，会让光的信号放大。我们知道二极管是一种半导体，它们的导电性可以受到人为的控制，所以我们可以通过对于发光二极管和激光二极管的控制，产生不一样的光信号，让不一样的光模拟信号和光数字信号从光纤的一头传到另一头，实现信息的传送。当然在光接受端还有光接收器，将其转换为可以识别的通讯信号。

顺便说一句，半导体二极管的发明真是我们人类的福音，因为它的存在让我们的世界变得丰富多彩，我们可以人为控制电流的多寡和电信号的强弱，各种电子方面的突破都有它的身影。

相比较过去的铜质线路，光纤的传播速度快，信息容量大，对电磁的抗干扰能力强，安全系数高。

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光纤的光传输原理很简单，就是光的全反射。

1870年，英国物理学家John Tyndall展示了光全反射的原理，他在装满水的桶上钻个孔让水流出，并用灯从桶上照亮，奇迹的是，光线从水里照亮下来沿着水流发生了弯曲。不仅如此，人们还发现，光能沿着从酒桶中喷出的细酒流传输，还能顺着弯曲的玻璃棒前进。这改变了人们最初对光直线传播的印象。经过深入的研究发现，这是由于水等介质密度由于比周围的物质（如空气）大，当光从水中射向空气时，当入射角大于临界角（48°）时，光就会发生全反射而全部反射到水流中，形成了光在水流中弯曲的现象。

之后，这一特性广泛应用于图像传播，在医学上有胃镜，军事上出现可弯曲潜望镜，甚至应用于电视中。但由于技术的限制，光在传播中损失严重。直到1950年，H.H. Hopkins 和 N.S. Kapany研究出带有包层的光纤，这使得图像的传导表现大大提升。N.S. Kapany提出的光纤结构基本上沿用至今。正是因为这一突破性的成就，N.S. Kapany被人们称为是“光纤之父”。

光纤的核心部分是两层结构，最中心部分是纤芯，是一根极细的且折光率稍高的玻璃，在纤芯周围的是折光率略低的玻璃包层，光在这一结构内发生全内反射，从而实现了光线的传输。

提到光纤就不得不说光纤的最重要的应用，光纤通信。光纤在出现的初期主要用于传输图像，直到我国科学家创造性地将光纤用于传输信息。

光纤通信被称为中国的第五大发明，光纤的出现使人类通信方式发生了根本性变化，它的发明人，被誉为光纤通信之父的前香港大学校长高锟先生还因此获得了2009年的诺贝尔物理学奖。

1996年，高锟和George A. Hockham发表了一篇研究论文《用于光频的介质纤维表面波导》，创造性地提出了用石英玻璃制作光学纤维，用来传输通讯信息，从而替代了传统的电缆，光通信已成为现代通信的重要支柱之一。

留白说

大学爱搜罗

楼主您好。

为了理解光纤的传播原理，我们先来回顾一下初中物理学的光全反射现象。如图所示当光在通过两种不同的介质时，就会出现折射现象。图中光源发射出无数条光线，我们选取有代表性的3条作为理解。

最左边一条光线与法线夹角θ较小，由于水的密度比空气大，所以光线往偏离法线的方向折射。

中间一条光线折射方式相同，但是由于θ变大，所以折射后的光线与液面平行。

最右一条光线由于θ角度过大，导致折射后的光线依旧位于液面以下，这就是光的全反射现象。

回归本题，光纤传输信号的方式与光在液体中的全反射现象类似。只不过此处的介质分别由水变成了玻璃纤维。

一根光纤想要传输一段信息需要光源，传输介质，接收器三个基本的部分。

由于光纤传输的优点十分明显，容量很大，速度很快，安全性高，而且光信号不会受到温度，湿度等影响所以被广泛运用到了各行各业。

望采纳。