光纤有许多种用途,人们可能想到的主要用途是艺术照明或互联网连接。无论用于照明还是数据传输,都有同样的前提,用一束光照射一根玻璃或塑料丝。
与大多数用于“灯光秀”的光纤不同,数据传输光纤的周围有保护层且每个保护层的用途都不同。在典型光缆的中心,是一根纯玻璃或纯塑料线芯。接着是通常由不太纯的玻璃或塑料制成的包覆层。然后是涂层、保护光缆芯的加强膜以及将所有这些包裹在内的外护套。
包覆层作为一道屏障,可将光线束缚在线芯内。其他各层的用途都一样:保护。
我觉得线芯和包覆层是光缆最有趣的地方。线芯纯度如此之高,以至于可以长距离传输光,而不会使强度变得极不稳定而失去作用。之所以能够实现这一目标,其部分原因是包覆层的结构,它将所有的光线束缚在线芯内,防止向外扩散。
光缆类型主要有两种:单模和多模。单模光缆采用较小的线芯和厚包覆层,以使光线集中成为单光束。你可以想象,这样能提供更强的信号,使单模成为长距离传输的更好选择。
多模光缆采用较大的线芯和薄包覆层。线芯越大,传输数据就越多。具体工作方式是以不同的角度引导每束传输的光线,使其能够沿线芯传输。然而,虽然多模光缆允许同时传输更多的数据,但这些角度会干扰光强度,因此使得多模更适合短距离传输。
前些年,多模光缆信号都是之字形,称为阶跃折射率。最新技术已经发展到渐变折射率,更多情况下是采取正弦波模式的信号,使其更加可靠。
光纤是一种非常有趣的数据传输形式,需要学习的知识远超本文所述。不过,我希望你能喜欢学习基础知识,激发自己学习更多的知识,并可能在下一个设计中使用上光纤。