工作原理:光纤|玻璃光纤|康宁

在当今高度互联的世界里，当我们快速打电话、浏览网站或下载视频时，这一切都是由于光束不断地穿过头发般细的光纤而成为可能。

这项创新成为康宁最成功的故事之一。1970年，科学家们发明了一种通过光纤传输光的方法，而且在传输过程中不会损失很多光。

从那时起的50年里，虽然光纤的许多特性有了巨大的改进，但数据传输的基本原理仍然没有改变。

那么，纤维到底是如何工作的呢?让我们来看看。

当像你的电脑这样的设备有信息要发送时，这些数据以电能的形式开始。计算机中的激光将信号转换为光子——电磁能量的微小粒子，也被称为光——并将它们快速连续地发送到头发般细的光纤核心。

光子以波的形式穿过光纤的内核。因为这个核心区域比光纤的外层包层具有更高的折射率(即光传播速度更慢)，光信号被聚焦在核心内，无法向光纤外辐射。此外，纤维芯由非常高纯度的材料(通常是二氧化硅和日耳曼菌)制成，以确保光能不被杂质吸收或散射。辐射、吸收和散射都是能量损失的形式，也称为衰减。通过尽可能降低损耗，光纤可以让光及其所携带的信息从原始光源传播很远的距离。

但是，如果光纤的核心是唯一的组成部分，光能最终会泄漏出去，在一个被称为衰减的过程中削弱信号。因此，光纤还包括由不同玻璃成分制成的外层或包层。包层材料具有低折射率，旨在将光线反射回核心而不允许光线逃逸。

当光子到达目的地时，装有光电电池的光接收器将数字光信号解码并将其转换回电能，在其他用户的计算机、电视或其他设备上显示数据。

不同类型的通信信号需要不同类型的光纤才能有效传输。这就是康宁同时提供单模和多模光纤的原因。

• 单模光纤是全球电信网络中最常见的光纤，其设计目的是在一条路径上长距离传输光能。它的核心非常微小，直径只有8微米。它最常用于长途网络。因为它只容纳一条光路，所以信号重叠和失真的可能性较小。

• 另一方面，多模光纤的芯更大，直径可达62.5微米。它是为必须同时沿着许多不同路径传播的光信号而设计的，通常距离不到一英里。例如，数据中心和一些家庭网络更喜欢多模光纤，因为它可以以成本和空间效率高的方式处理大量数据。

即使无线通信和云计算已经扩展了通信世界，大多数语音、视频和数据信号仍然沿着光纤网络传播。

康宁在玻璃科学方面的创新正在产生新一代高速、大容量光纤，以满足当今网络应用的需求。光纤的物理强度一直很高。在张力作用下，它比高强度钢和钛都要坚固。现在，光纤在艰难的实现中工作的能力同样强大。新的设计可以使纤维在不影响光信号的情况下弯曲在狭窄的角落或钉在墙钉上。

能力也很惊人。单条数据线可以支持多达1000万的高清视频流。在家庭中，新的光纤创新正在实现计算机、操作系统、游戏机、平板电脑等之间的高速光纤连接。

康宁光纤光缆市场和技术开发总监Merrion Edwards博士表示:“我们的科学家对玻璃的基本理解使我们能够持续进行产品和工艺创新。“这些创新继续产生更低的衰减，从而提高容量和速度。”

光纤是我们的标志性创新之一，我们将继续为未来几代光纤所能做的事情而充满活力。”