登陆注册
8064000000018

第18章 光(6)

(1)激光是单色光。有一些激光器会有不同频率的激光同时出现,事实上这些激光并没有一起存在,它们是互相隔离的,也是分开使用的。

(2)激光是相干光。相干光有一个特征,这就是它所有的光波都是同步的,整束光与一个“波列”相似。

(3)激光是高度集中光。激光具有高度集中的特点,它要走很长的一段距离后,才会出现分散的现象。

激光通信

光可以用来传递信息,这个相信现代社会中的每一个人都知道,如舰船用灯通信,交通灯用红、黄、绿三种颜色指挥交通。事实上这些都是用普通光传递信息,这些光的使用局限在一定范围内,超出了这个范围就起不到传递信息的作用。激光与普通光不同,它可以将信息直接传递到很远的地方。

光是如何传递的呢?现在我们都知道,电可以沿着铜线传递,光却不能沿着普通金属线传递。那么我们是否就对传递光束手无策呢?没有,科学家们研制出一种细丝,这种细丝叫做光导纤维,它能够传输光,它的简称是光纤。光纤使用的材料是特种玻璃,它的直径通常为50~150微米,比人的头发丝还要小,这种光纤不仅小而且非常柔软,很利于光的传递。

下面让我们来了解一下光纤的结构。光纤的内芯是透明光学玻璃,这种玻璃具有很高的折射率,光纤的外面包皮层是普通玻璃或塑料,这些材料具有很低的折射率。这种特殊的结构对光纤传递光很有用,它一方面能使光沿着内芯折射前进,与水在自来水管里往前流动类似,与电在导线中往前传输相同,即使路程很远,传递也不会中断;另一方面,低折射率的包皮层起到了阻止光外泄的作用,这与水管不会渗水相似,与电线的绝缘层不会导电相同。正是因为这个特殊的结构,光在光纤中才能顺利地传递。

光的传递由于光导纤维的出现顺利实现了,当然这种光纤还不能把任何光都传递到很远的地方去,传递的质量跟光源有很大关系。激光是亮度高、颜色纯、方向性好的光,它是光纤传递的最理想的光源,它进入光纤的一端后,又从另一端毫无损失地输出来。现在我们说的光通信就是激光通信,它具有容量大、质量高、材料来源广、保密性强、经久耐用等优点。激光通信是通信领域的一次大变革,它推动了通信事业的发展。

为什么说激光通信是通信领域的一次大变革呢?这是因为激光通信具有以往通信方式所没有的优点。激光通信最大的优点是容量大,激光通信的这个特点可以从某事体现出来。像我们平时打电话,打得太久就会有不相干的说话声串进来。这种现象的产生是因为一对电话线上只能通一路电话,如果这时有其他电话打进来,正常的通话就会受到干扰甚至中断。如果这时有10对人同时用一对电话线通话,那么20个人的说话声音就会让通话显得很嘈杂,通话的人就会根本听不到对方的声音。利用激光通信就不会有这样的困扰,由于激光通信具有很大的容量,所以即使很多人同时用一对电话线进行通话,他们都能清楚地听到对方的声音。

我们来打个比方,如果普通电话的传输信息量是小推车,那么激光通信的传输信息量就是汽车。正是由于激光具有与众不同的特点,所以激光通信的信息容量比电气通信的信息容量大了10亿倍。用激光通信,一根比头发丝还细的光纤能够将几万路电话或几千路电视节目顺利传输,一支铅笔那样粗细的光缆每天可以供76200人通话。而与此相比,一根直径约7.6厘米的电缆每天却只能供900人通话。通过对比,我们可以看到激光通信具有电气通信无法相比的优势。激光通信不仅用于传输声音,它还能传输电视、图像和数字,据相关人员测量,一对光纤可在1分钟内将整套《大英百科全书》传输完,这个速度是非常快的,真是让人无法想象。

光导纤维的材料非常普通,那就是地球上到处都有的沙子,在化学上的名字叫石英。制造1000米长的光纤只需要几克石英,由于石英在地球上到处都是,光导纤维的原材料可谓是用之不竭,铜材和铝材可以节省下来用于其他行业。现在世界上的发达国家都在对激光通信进行研究,他们试图让激光通信不断发展,从而节省更多的生产成本。

翻阅通信技术的历史,我们可以看到光纤通信技术以前所未有的速度发展着。现在我们来看一看通信技术史上的几个里程碑,从电话的发明到电话的应用,总共花费了60年的时间,现在电话通信已经非常普遍。从无线电技术的发明到无线电技术的应用,总共花费了30年的时间。电视技术是这些技术里发展相对较快的技术,但它从发明到应用仍然花费了14年的时间。激光通信的发展非常迅速,从第一根低损耗光导纤维的诞生到其应用,总共只花费了5年的时间。

1977年5月,美国有一家名为电报电话公司的大公司,这家公司在芝加哥市的两个电话局之间,架设了世界上第一条短距离的光导纤维通信线路,此后全美国建立了大量的短距离激光通信线路,这些线路总长几百千米。1983年,美国纽约到波士顿之间建有长达600千米的光导纤维通信网络。

在美国的激光通信迅速发展的同时,日本也加快了激光通信技术的步伐。1984年,日本在北海道的札幌和九州岛福冈之间架设了长距离的光导纤维通信干线,这个通信干线有2800千米长,它与30多个城市相连接。1993年12月,中国和日本之间的光纤电缆铺设成功,这个光纤电缆横跨东海。

激光通信在迅速发展,光导纤维的应用也已越来越广泛,光导纤维的需求量大幅度上升。现在,美、日、英、法等国家都已成立了光导纤维和光缆生产企业。现在世界上有三大著名的光纤光缆公司,即美国的西电公司、美国的康宁公司和日本的住友公司,每年都有12万千米的光导纤维产量。

激光通信给地球带来了巨大的变化,它影响着人类的生活。例如有些科学家曾做出这样的设想:利用光纤网络可以在家中将文件处理完,顺便还可以在家中参加一个会议;购物中心与家中的光纤网络相连,人就如同来到了超市,在那里可以随意选购需要的商品;医疗中心可以从屏幕上查看病人的病情,并根据病人的病情开出处方单。激光通信给人们带来了各种各样的便利,以上的设想有些已经实现,有些正在努力当中。

图像也是激光通信传递的一个对象。在传送信息的过程中,有两种常用的纤维束:一种是传光束,另一种是传像束。传光束将光从一头传到另一头,它的结构比较简单:多根单丝胶合在一起,再将其端面抛光和研磨,然后在传光束外面套上塑料护套,这样传光束就形成了。

传像束与传光束不同,一般来说一根光纤只能传送一个光点,因此要将整幅图像传送出去,就必须将光导纤维整齐地排列起来,传像束就是这样组成的光纤束。

传像束中的光纤必须整整齐齐地排列,两个端头所处的位置也应该对齐,如果这些光纤错乱,那么将起不到传送图像的作用。

由于传送图像的需要,现在广泛使用的传像束由上万根光纤组成,把这上万根光纤整齐地排列可不是一件容易的事。在把这上万根光纤整齐排列之后,再用一种有机黏合剂将光纤的两端胶合起来,使光纤稳固耐用,光纤之间也不会出现错位的情况。中间部分则不必粘牢,只需在光纤的外面加上保护的塑料套管即可,传像束经过这样一番处理之后,就会变得柔软可操作,并且还非常耐用。

除了具有传送图像的功能外,传像束还具有传送符号和数字的功能,它甚至还能对图像进行放大或缩小。如何放大图像呢?这时可以将传像束做得一端大、一端小,形成一个简单的锥体。当图像从小端传到大端时,整幅图像就被放大。当图像从大端进入小端时,整幅图像就被缩小。与此同时,光纤还具备改变图像的功能。根据需要可以将光导纤维的排列顺序有意打乱,这样出口端的图像就与原来的图像对应不上,图像也就随之改变。

激光通信对社会造成了很大的影响,光纤传像束也具有巨大的发展潜力,现在激光通信的作用已经体现了出来,相信在不久的将来,激光通信会发挥出更大的作用。

激光武器

现在的飞机上大都装有很多新式武器,如激光瞄准器等,这种瞄准器能发射出红外激光,这种激光对战争起到了很大的作用。一架飞机出现在天空中,它担任的是侦察任务,当它从空中俯瞰时发现了地面上的目标,于是它便在空中盘旋,然后使用激光瞄准器向目标发射激光束。这个激光束并不会对目标造成破坏,它实际上起到了向导的作用。

同类推荐
  • 慧心巧思大赛场

    慧心巧思大赛场

    我们青少年处于兴趣爱好非常浓厚的阶段,同时也处于提高智力和学习知识的重要时期,兴趣爱好直接影响到各科学习成绩,同时还会影响到今后职业选择和能力发展。总之,兴趣是智力的火种,是求知的源泉,是成长的动力,我们青少年应该把智力、知识和兴趣培养很好地结合起来,使自己处于最佳的成长中。
  • 情感旋律

    情感旋律

    我们中小学生必须要加强阅读量,以便提高自己的语文素养和写作能力,以便广开视野和见识,促进身心素质不断地健康成长。但是,现在各种各样的读物卷帙浩繁,而广大中小学生时间又十分有限,因此,找到适合自己阅读的读物,才能够轻松快速地达到阅读的效果。
  • 外国教育专题研究文集

    外国教育专题研究文集

    贺国庆,1961年10月1日生于广西柳州市,白族,祖籍湖南桑植县洪家关。曾就学于湖南师范大学和河北大学,先后获教育学学士(1982年)、硕士(1987年)和博士(1991年)学位。现为河北大学教育科学学院院长、教授、博士生导师。代表作有《近代欧洲对美国教育的影响》、《德国和美国大学发达史》等。曾获教育部全同第二届教育科学优秀成果二等奖、教育部全国普通高等学校第二届人文社会科学优秀成果二等奖、河北省第五届社会科学优秀成果二等奖、河北省第七届社会科学优秀成果一等奖、河北省优秀教学成果一等奖等多项奖励。1996年入选河北省跨世纪人才,1997年荣获河北青年五四奖章,2000年获政府特殊津贴。
  • 新闻传播法规与职业道德教程

    新闻传播法规与职业道德教程

    与旧版相比,《新闻传播法规与职业道德教程》(第二版)具有明显优势:第一,强调实时性。紧跟我国新闻传播法制的发展步子,书中引用的法律条文或所依据的法律渊源都是最近发布的现行法律、法规,所用案例,除了小部分经典案例外,大都是新近发生的案例。第二,强调实践性。本书虽有新闻传播法律与伦理理论的介绍与解读,但重点是阐述新闻传播法律与伦理的实际状况、新闻传播法律与伦理的建设实践。第三,强调实用性。在结构上打破原教材原理、历史、业务三大块的体例,以阐释现行法律规范、伦理规范为重点,将历史部分移至新闻传播法规或新闻传播伦理部分的最后一章,录以备考。
  • 白雪公主(语文新课标课外必读第六辑)

    白雪公主(语文新课标课外必读第六辑)

    国家教育部颁布了最新《语文课程标准》,统称新课标,对中、小学语文教学指定了阅读书目,对阅读的数量、内容、质量以及速度都提出了明确的要求,这对于提高学生的阅读能力,培养语文素养,陶冶情操,促进学生终身学习和终身可持续发展,对于提高广大人民的文学素养具有极大的意义。
热门推荐
  • 我的女友是剑灵

    我的女友是剑灵

    这是悲催的穿越者林宇,被一把破烂铁剑的剑灵压迫,最终踏上修炼之路的故事。作者:“小子,你知道我想写什么的,对吧。”林宇:“作者大人,和剑灵OOXX什么的,俺真的做不到啊!”作者:“小子,你胡说什么?本作者的节操满满,岂会……岂会……总之你闭上眼睛享受就好了!”已A签,全部节操抵押,必定完本,请放心收藏^_^另,本书和企鹅游戏没有任何关系。
  • 谁做了谁的旁观者

    谁做了谁的旁观者

    很多年后,我曾鼓起勇气给周梅打过一个电话,想问问她当年齐梦到底和她说了什么,让她做出那样的选择,以至于亲手将自己至于一个众矢之的,造了一个天大的误会。
  • 称王霸帝

    称王霸帝

    白龙,出生之后就是白痴.经过十四年的过渡期,终于知道了自己的真实身份.白羽,白龙的堂哥.与白龙一起闯荡天涯.两人都想成就他们的巅峰之路--称王霸帝.
  • 诗情归己

    诗情归己

    他跟我说,每个人心中都有个装有梦想的盒子,你能否将它打开,用盒中藏有的力量翱翔于蓝天,取决于你是否可以铸造出这世界只属于你自己,独一无二的心灵的钥匙。------食梦者回忆录
  • 爱情计价器

    爱情计价器

    嘉忻爱着聪明性感的娅楠,当他遇见情投意合的薛小莹,他没有转身。他与小莹,从开始的愉悦相处发展到相互设防,再成为知己,最后做“兄妹”。二人说好了,彼此之间“只言情不说爱”,但是,事情的发展总是超人预料。在嘉忻与娅楠正在云雨的时候,突然接到了小莹母亲被人下毒电话,嘉忻焦急不已,马上抛下惊愕的娅楠,转去照顾小莹母女。愤怒的娅楠派人跟踪嘉忻,二人因此闹僵。事情发生后,小莹暗自离开,谁撵走的?而嘉忻的事业也频频遭人下毒手,是谁干的?是娅楠的复仇么?嘉忻辗转找到了薛小莹,他与娅楠的误会也都解开,三人该如何再次选择?
  • 帝凌九天

    帝凌九天

    星辰大陆,实力为尊!没落家族子弟承祖先遗志,身负绝世体质,身怀命运之术,承担家族兴盛冲破九霄!我要让天不能亡我,地不配葬我!我当凌帝路,掌命运!只手遮天,脚踩万道,唯我帝尊凌九天!
  • 追寻永远的缘

    追寻永远的缘

    世界很大,我们很小,能够遇见,就是缘,能够厮守终生,便是分。
  • 念术神座

    念术神座

    史诗大陆千年以来,以神秘为力量源泉的魔法已经没落,取而代之成为主流的是从科学中汲取力量的念术体系。穿越者夏洛发现,所谓的念术师压根就是异界版科学家,而能够造就无数英雄和史诗的黑天地下迷宫,居然和前世最热门的网络游戏《母巢降临》相差无几。前世作为高级工程师和母巢全球排行榜第一的巅峰玩家,夏洛表示异界强势崛起毫无压力。
  • 奇迹之新纪元

    奇迹之新纪元

    本书故事灵感来源于2002年开始在中国风靡的网络游戏--奇迹mu,谨以此书致敬当年的那份激情。无尽的黑暗再次临世,救世的勇士你在哪里?
  • 中野独人:电车男