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光通信的发明与发展

来源:网络资源 2009-09-02 20:07:50

[标签:发明]

  光通信的发明与发展

  控光通信的出现比无线电通信还早。波波夫发送与接收第一封无线电报是在1896年,崦早在1880年,美国电话发明家贝尔就已经研究并成功地发送与接收了光电话。1881年,贝尔宣读了一篇题为〈关于利用光线进行声音的产生与复制〉的论文,报导了他的光电话装置。

  1930年至1932年间,日本在东京的日本电报公司与每日新闻社之间实现了3.6公里的光通信,但在大雾大雨天气里效果很差。第二次世界大战期间,光电话发展成为红外线电话,在为红外线肉眼看不见,更有利于保密。

  光通信虽然出现得很早,但它在近代科技发展中却远没有无线电通信发展那样迅速而广泛,这主要因为早期光通信系统没有找到像无线电波那样的相干光频电磁波,因而通信质量不高。

  激光出现以后,光通信的面貌发生了根本性的变化经。激光像普通无线电波一样,可以进行调制和解调,可以把各种信号载到光波上发射出去而实现光通信。60年代,有的实验室用氦——氖气体激光器做了舆电视信号和20路电话的实验。也有的公司制成了语言信道试验性通信系统,最大舆距离为600米。到80年代初激光通信已进入应用发展阶段。

  激光通信的主要障碍是气候因素的影响和大气层内信号的衰减。光导纤维的出现,使人们成功地解决了激光大气传输问题,使激光通信走上了稳步发展阶段。其实,利用细长纤维导管舆光线和图像的概念早在一个世纪以前就有人提出过。例如,1854年,英国的丁铎尔在英国皇家学会的一次演讲中指出,光线能够沿盛水的弯曲管道进行反射而舆,以后他用实验证实了这个想法,但由于条件限制,当时没能深入研究。1927年,英国的贝尔德首闪利用光全反射现象制成石英纤维可解析图像,并且获得了两项专利。1951年,荷兰和英国开始进行柔软纤维镜的研制。1953年,荷兰人范赫尔把一种折射率为1.47的塑料涂在玻璃纤维上,形成比玻璃纤维芯折射率低的套层,得到了光学绝缘的单根纤维。但由于塑料套层不均匀,光能量损失太大。

  利用光导纤维进行激光通信的设想是美籍华人高#博士于1966年首次明确提出来的,为此他获得了1979年5月由瑞士国王颁发的国际伊利申通信奖金。光纤通信引起了各国普遍注意,美、日、西德等国相继开展了这方面的研制工作。

  1968年,日本两家公司联合宣布研制成了一种新型无套层光纤,它能聚集和成像,称作聚焦纤维。同期,美国宣布制成液体纤维,它是利用石英毛细管充以高透明液构成的。这两种光纤的光耗损很难降低,所在实用价值不大。这一时期,美国在提高材料质量上下功夫,康宁公司于1970年用高纯石英首次研制成功耗损率为每公里20分贝的套层光纤,使通信不纤研究跃进了一大步。一根光纤可以传输150万路电话和2万套电视。

  实际上光通信系统使用的不是单根光导纤维,而是由许多光纤维聚集在一起组成的不缆。一根直径为1厘米的光缆,里面有近百根光导纤维。光缆和电缆一样可以架在空中,埋入地下,也可以铺设在海底,它的出现使激光通信进入实际应用阶段。1976年日本在大孤附近的奈良县开始筹建世界上第一个完全用光缆实现光通信的实验区,到1978年7月已拥有300个用户。

  如果把光通信用于地球之外的宇宙空间就是宇宙激光通信。宇宙空间没有大气或尘埃,激光在那里传输时比在大气中的衰减小得多,因而激光用于宇宙通信既优越又经济,受到各国的普遍重视。

 

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