光纤的应用论文

姓名：杨荣礼

光纤的发明应用及给我的启示

2009年诺贝尔物理学奖授予了华裔科学家高锟，他是第八位获此殊荣的华裔科学家。高锟在有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面取得了突破性成就，因此高锟有“光纤之父”的美誉，1966年首度提出光导纤维在通讯上应用的基本原理，同时开发了实现光通讯所需的辅助系统，促成互联网的出现，现在人们日常运用的高速网络通讯，正是高锟对科技的伟大贡献。

光纤，是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。光纤是一种将讯息从一端传送到另一端的媒介，是一条以玻璃或塑胶纤维作为让讯息通过的传输媒介。

光纤电缆是本世纪最重要的发明之一。光纤电缆以玻璃作介质代替铜，使一根头发般细小的光纤，其传输的信息量相等于一条饭桌般粗大的铜“线”。它彻底改变了人类通讯的模式，为目前的信息高速公路奠定了基础，使“用一条电话线传送一套电影”的幻想成为现实。

光纤和传统的金属传输线相比有着很大的优势。它成本低、损耗小、抗干扰能力强、保真度高、重量轻、频带宽等。因此光纤在通信领域得到广泛的使用。

和其他科学发现一样，光纤及其运用由理论到现实的发展也经历了很长的阶段。

1880年，贝尔发明了一种利用光波作载波传递话音信息的"光电话"，它证明了利用光波作载波传递信息的可能性，是光通信历史上的第一步。

1960年，美国科学家梅曼发明了第一个红宝石激光器。激光与普通光相比，谱线很窄，方向性极好，是一种频率和相位都一致的相干光，特性与无线电波相似，是一种理想的光载波。因此，激光器的出现使光波通信进入了一个崭新的阶段。

1966年，华人高锟博士首次利用无线电波导通信的原理，提出了低损耗的光导纤维（简称光纤）的概念。

1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20db/km（光波沿光纤传输1km后，光的损耗为原有的1％）的石英光纤，它是一种理想的传输介质。同年，贝尔实验室研制成功室温下连续振荡的半导体激光器(LD)。从此，开始了光纤通信迅速发展的时代，因此人们把1970年称为光纤通信的元年。

1974年，贝尔实验室发明了制造低损耗光纤的方法，称作"改进的汽相沉积法(MCVD)"，光纤损耗下降到1db/km。

1976年，日本电报电话公司研制出更低损耗光纤，损耗下降到0.5db/km 。

1979年，日本电报电话公司研制出0.2db/km的极低损耗石英光纤（1.5微米）。1984年，实现了中继距离50km、速率为1.7Gbit/s的实用化光纤传输系统。

1990年，使用了1.55微米长波长单模光纤传输系统，实现了中继距离超过100km、速率为2.4Gb/s的光纤传输。

90年代以来，第四代光纤通信系统以频分复用增加速率和使用光放大器增加中继距离为标志，可以使用（也可以不使用）相干接收方式，使系统的通信容量以成数量级地增加，已经实现了在2.5Gb/s速率上传输4500km和10Gb/s的速率上传输1500km的试验。

目前，正在研究开发光弧子通信系统。光弧子，即由于光纤的非线性效应与光纤色散相互抵消，使光脉冲在无损耗的光纤中保持其形状不变地传输的现象。光弧子通信系统将使超长距离的光纤传输成为可能，试验证明，在2.5Gb/s的码率下光弧子沿环路可传输14000km的距离。

光纤传输的研究朝着低损耗、远距离、高保真的方向发展，我相信在不久的将来随着光纤技术的发展，人们的通信会更加的方便与快捷。

光纤的发展使用过程以及在这一过程中做了巨大贡献的人都给了我许多启示。

多数的科技发明都有一个漫长的过程，光纤的发明使用也不例外，从贝尔到雷曼再到高锟及现在各国对光纤的研究，这是一个继承与发展的过程。做科学在自己创新的同时也要借鉴前人的成果，在交流中才能促进科学的发展。

光纤的发展离不开现实的需要，随着全球经济的发展联系的日益加强，势必会需要更加便捷的信息传输手段，我想这也是光纤技术不断进步的动力之一，科学的发展要立足于现实为现实服务。光纤的应用促进了互联网的发展，使人类的通信更加便捷为人类的进步作出了巨大的贡献。

最后还是来关注一下“光纤之父”高锟吧，它不仅是一位成功的科学家，也是一位富有人格魅力受人尊重的长者。

他心境淡然，因为光纤高锟教授获得不少奖项，但40年间，诺奖并没有“眷顾”他。过去他曾表示，一个人有这样好的运气，能做一件前所未有的事情，而且影响非常大，感觉很满足，拿不拿奖没有什么意思。“我实在不是一个太有趣的人，没有什么大喜大悲，一直以来都太过平稳。”这种“平稳”，其实正是真正科学家平常而又高尚的心态。做科学就需要这种这种心态，不能把名誉作为动力。

现在高锟教授居住在硅谷的一栋普通公寓内，家中陈设朴素。他没有因为光纤而去获得巨额的财富，甚至光纤的发明专利权还在他工作过的公司手中。他没有为了个人利益去做科学，这一点普通人是很难做到的。

要能经得起时间的考验。俗话说“真金不怕火炼”，诺奖向来偏重基础研究，因此凭借应用研究而得奖者十分罕见。这是不是评奖新的风向标尚待观察，但可以预期，今后即使不是基础研究与应用研究并重，起码也当重视应用。高锟对应用科学的不懈坚持最终得到了人们的认可。要有持之以恒的精神对于科学研究至关重要。