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         固執(zhí)于光的舊有理論的人們，最好是從它自身的原理出發(fā)，提出實驗的說明。并且，如果它的這種努力失敗的話，他應(yīng)該承認(rèn)這些事實。

                                                                                                                                               ——托馬斯·揚(yáng)（T.Young）
         光纖由玻璃，即石英（SiO2）組成。光纖和光纜結(jié)構(gòu)如圖3.1.1所示，光纖由玻璃制成的纖芯和包層組成，為了保護(hù)光纖，包層外面還增加尼龍外層。

圖3.1.1光纖和光纜結(jié)構(gòu)示意圖

a）光纖結(jié)構(gòu)  b）一種光纜結(jié)構(gòu)

        光纖是一種纖芯折射率n1比包層折射率n2大的同軸圓柱形電介質(zhì)波導(dǎo)。纖芯材料主要成分為二氧化硅（SiO2），純度達(dá)99.999%，其余成分為極少量的摻雜劑如二氧化鍺（GeO2）等，以提高纖芯的折射率。纖芯直徑2a為8~100μm。包層材料一般也為SiO2，外徑2b為125μm，其作用是把光強(qiáng)限制在纖芯內(nèi)。為了增強(qiáng)光纖的柔韌性、機(jī)械強(qiáng)度和耐老化特性，還在包層外增加一層涂覆層，其主要成分是環(huán)氧樹脂和硅橡膠等高分子材料。光在纖芯與包層的界面上發(fā)生全反射而被限制在纖芯內(nèi)傳播，包層為光的傳輸提供反射面和光隔離，并起一定的機(jī)械保護(hù)作用。

        實際光纖通信系統(tǒng)使用的光纖都是包在光纜內(nèi)，光纜由許多光纖組成，光纖外面是松套管，松套管內(nèi)是填充物。光纜的中心是一條增加強(qiáng)度用的鋼絲，最外面是保護(hù)用的護(hù)套。

玻璃絲傳光發(fā)展史

       古代，希臘吹玻璃工匠觀察到玻璃棒可以傳光。

       1854年，英國的廷德爾在英國皇家學(xué)會的一次演講中指出，光線能夠沿盛水的彎曲管道進(jìn)行反射而傳輸，并用實驗證實了這個想法。

       1870年，英國物理學(xué)家廷德爾在實驗中觀察到，把光照射到盛水的容器內(nèi)，從出水口向外倒水時，光線也沿著水流傳播，出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，這好像不符合光只能直線傳播的定律。實際上，這時光仍是沿直線傳播，只不過在水流中出現(xiàn)了光反射現(xiàn)象，因而光是以折線方式前進(jìn)的。光也可以“走彎路”。

       1927年，英國的貝爾德首次利用光全反射現(xiàn)象制成石英纖維，進(jìn)行圖像解析，并且獲得了兩項專利。

       1930年，有人拉出了石英細(xì)絲，并論述了它傳光的原理。

       1951年，荷蘭和英國開始進(jìn)行柔軟纖維鏡的研制。

       1953年，荷蘭人范赫爾把一種折射率為1.47的塑料涂在玻璃纖維上，形成比玻璃纖維芯折射率低的套層，得到了對光線全反射（絕緣）的玻璃纖維。但由于塑料套層不均勻，光能量損失太大。

       1955年，光在彎曲管道中反射前行的現(xiàn)象得到實際應(yīng)用。當(dāng)時在倫敦英國學(xué)院工作的卡帕尼博士用極細(xì)的玻璃制作成了光導(dǎo)纖維。每根細(xì)如絲的光導(dǎo)纖維是用兩種折射率不同的玻璃制成，一種玻璃形成中心束線，另一種包在中心束線外面形成包層。由于兩種玻璃在光學(xué)性質(zhì)上的差別，光線以一定角度從 光導(dǎo)纖維的一端射入后，不會從纖維壁逸出，而是沿兩層玻璃的界面連續(xù)反射前進(jìn)，從另一端射出。最初，這種光導(dǎo)纖維只是應(yīng)用在醫(yī)學(xué)上，用光纖束組成內(nèi)窺鏡，可以觀察人體腸胃內(nèi)的疾病，協(xié)助醫(yī)生及時做出確切的判斷。

        其實，現(xiàn)代的多模光纖通信也就是運(yùn)用光反射原理，把光的全反射限制在光纖內(nèi)部，用光信號取代傳統(tǒng)通信方式中的電信號，實現(xiàn)信息的傳遞。