光纖通信講座(2)：光纖通信發(fā)展概述：(已修改)
2025-01-08 13:52 本頁面
【正文】 光纖通信發(fā)展 概述 1 ?早期的光通信 ?光纖通信主要部件的發(fā)展 ?光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展 ?國內(nèi)外光纖通信發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 2 早期的光通信 ? 原始形式的光通信 : 中國古代用“烽火臺”報警，歐洲人用旗語傳送信息。 ? 到了 1880年，貝爾發(fā)明了用光波作載波傳送話音的“光電話” ，這一大膽的嘗試，可以說是現(xiàn)代光通信的開端。 3 早期的光通信－貝爾“光電話” ? 將弧光燈的恒定光束投射在話筒的音膜上，隨聲音的振動而得到強弱變化的反射光束，這個過程就是調(diào)制。 ? 貝爾光電話和烽火報警一樣，都是利用大氣作為光通道，光波傳播易受氣候的影響。 4 早期的光通信 ? 1960年，美國人梅曼 (Maiman)發(fā)明了第一臺紅寶石激光器， 給光通信帶來了新的希望。激光器的發(fā)明和應用， 使沉睡了 80年的光通信進入一個嶄新的階段。激光器的發(fā)明是現(xiàn)代光通信的標志。 ? 在這個時期，美國麻省理工學院利用 He Ne激光器和 CO2激光器進行了大氣激光通信試驗。 5 ? 在大氣光通信受阻之后 ， 人們將研究的重點轉(zhuǎn)入到地面光波通信的實驗 ， 先后出現(xiàn)過反射波導和透鏡波導等地面通信的實驗 。 早期的光通信 6 ?由于沒有找到穩(wěn)定可靠和低損耗的傳輸介質(zhì) ， 對光通信的研究曾一度走入了低潮 。 早期的光通信 7 ?早期的光通信 ?光纖通信主要部件的發(fā)展 ?光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展 ?國內(nèi)外光纖通信發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 8 光纖的發(fā)明 ? 1966年 ， 英籍華裔學者高錕博士 (， 當時工作于英國標準電信研究所 )和霍克哈姆 ()發(fā)表了關于傳輸介質(zhì)新概念的論文 ， 指出了利用光纖 (Optical Fiber)進行信息傳輸?shù)目赡苄院图夹g途徑 ， 奠定了現(xiàn)代光通信 —— 光纖通信的基礎 。 9 ? 高錕博士深入研究了光在石英玻璃纖維中的嚴重損耗問題 。 ? 發(fā)現(xiàn)這種玻璃纖維引起光損耗的主要原因是其中含有過量的鉻、銅、鐵與錳等金屬離子和其他雜質(zhì) 。 ? 其次是拉制光纖時工藝技術造成了芯、包層分界面不均勻及其所引起的折射率不均勻 。 ? 他還發(fā)現(xiàn)一些玻璃纖維在紅外光區(qū)的損耗較小。 ? 指明通過 “ 原材料的提純制造出適合于長距離通信使用的低損耗光纖 ” 這一發(fā)展方向。 光纖的發(fā)明 10 高錕榮獲 2023年度諾貝爾物理學獎 光纖通信發(fā)明家高錕 (左 ) 1998年在英國接受 IEE授予的獎章 光纖的發(fā)明 11 1970年代，光纖研制取得了重大突破 ? 1970年 ， 美國康寧 (Corning)公司研制成功損耗 20dB/km的石英光纖 。 把光纖通信的研究開發(fā)推向一個新階段 。 ? 1972年 ， 康寧公司高純石英多模光纖損耗降低到 4dB/km。 12 ? 1973 年 ， 美國貝爾 (Bell)實驗室的光纖損耗降低到。 1974 年降低到 。 ? 1976 年 ， 日本電報電話 (NTT)公司將光纖損耗降低到 dB/km(波長 )。 ? 在以后的 10 年中 ， 波長為 μm的光纖損耗： 1979 年是 dB/km， 1984年是 dB/km， 1986 年是 dB/km， 接近了光纖最低損耗的理論極限 。 1970年代，光纖研制取得了重大突破 13 1970 年代，光纖通信用光源 也 取得了實質(zhì)性的進展 ? 1970年 ， 美國貝爾實驗室 、 日本電氣公司 (NEC)和前蘇聯(lián)先后研制成功室溫下連續(xù)振蕩的鎵鋁砷 (GaAlAs)雙異質(zhì)結(jié)半導體激光器 (短波長 )。 雖然壽命只有幾個小時 ，但它為半導體激光器的發(fā)展奠定了基礎 。 14 ? 1973 年 ， 半導體激光器壽命達到 7000小時 。 ? 1976年 ， 日本電報電話公司研制成功發(fā)射波長為 μm的銦鎵砷磷 (InGaAsP)激光器 。 1970 年代，光纖通信用光源 也 取得了實質(zhì)性的進展 15 ? 1977 年 ， 貝爾實驗室研制的半導體激光器壽命達到 10萬小時 。 ? 1979年美國電報電話 (ATT)公司和日本電報電話公司研制成功發(fā)射波長為 μm的連續(xù)振蕩半導體激光器 。 ? 80年代中期 ， 研制成功動態(tài)單縱模激光器 ， 如分布反饋激光器 (DFB)。 1970 年代，光纖通信用光源 也 取得了實質(zhì)性的進展 16 ? 由于光纖和半導體激光器的技術進步 ， 使 1970 年代成為光纖通信發(fā)展的一個重要時期 。 17 ?早期的光通信 ?光纖通信主要部件的發(fā)展 ?光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展 ?國內(nèi)
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