原理:光纤|玻璃光纤|康宁

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。

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——在全球电信网络中最常见——被设计成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更小。

• 另一方面，多模光纤具有更大的芯，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，数据中心和一些连接的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通过光纤网络传输。

康宁在玻璃科学方面的创新正在产生新一代高速、高容量光纤，以满足当今网络应用的需求。光纤的物理强度一直很高。在张力下，它比高强度钢和钛都强。现在，纤维在复杂的实现中工作的能力同样强大。新的设计允许纤维在拐角处弯曲或钉在墙上的螺柱上，而不会影响光信号。

产能也非常可观。一条单线可以同时支持多达1000万个高清视频流。在家庭中，新的光纤创新使计算机、操作系统、游戏机、平板电脑等之间的高速光纤连接成为可能。

“我们的科学家对玻璃的基本理解使产品和工艺不断创新，”康宁光纤光缆市场和技术开发总监Merrion Edwards博士说。“这些创新将继续降低衰减，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。”