康宁标志性的创新继续利用光,塑造我们今天的沟通方式
在当今这个高度互联的世界里,当我们快速拨打电话、浏览网站或下载视频时,这一切都是通过不断反射的光束通过头发般细的光纤束实现的。
1970年,科学家们发明了一种通过光纤传输光而不会丢失太多光的方法,这一创新成为康宁最伟大的成功故事之一。
从那以后的50年里,虽然光纤的许多特性都有了巨大的改进,但数据传输的基本原理仍然保持不变。
那么,纤维到底是如何起作用的呢?让我们来看一看。
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。计算机中的激光器将信号转换为光子——微小的电磁能量粒子,也就是光——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。由于这个核心区域比光纤的外层具有更高的折射率(即光传播得更慢),因此光信号被聚焦在核心区域内,而不会向光纤外辐射。此外,光纤芯由非常高纯度的材料(通常是二氧化硅和锗)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,也被称为衰减。通过尽可能降低这种损耗,光纤允许光和它所携带的信息从原始光源传播很远的距离。
但是,如果纤芯是光纤的唯一组成部分,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,光纤还包括由不同的玻璃成分制成的外层或包层。包层材料具有低折射率,旨在将光反射回核心而不允许其逃逸。
当光子到达目的地时,装有光电池的光学接收器对数字光信号进行解码,并将其转换回电能,将数据显示在其他用户的计算机、电视或其他设备上。