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(yè)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(guó)內(nèi)外光纖通信發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) 2 早期的光通信 ? 原始形式的光通信 : 中國(guó)古代用“烽火臺(tái)”報(bào)警，歐洲人用旗語(yǔ)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(shuō)是現(xiàn)代光通信的開(kāi)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(dòng)而得到強(qiáng)弱變化的反射光束，這個(gè)過(guò)程就是調(diào)制。 ? 貝爾光電話和烽火報(bào)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(guó)人梅曼 (Maiman)發(fā)明了第一臺(tái)紅寶石激光器， 給光通信帶來(lái)了新的希望。激光器的發(fā)明和應(yīng)用， 使沉睡了 80年的光通信進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。激光器的發(fā)明是現(xiàn)代光通信的標(biāo)志。 ? 在這個(gè)時(shí)期，美國(guó)麻省理工學(xué)院利用 He Ne激光器和 CO2激光器進(jìn)行了大氣激光通信試驗(yàn)。 5 ? 在大氣光通信受阻之后 ， 人們將研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)入到地面光波通信的實(shí)驗(yàn) ， 先后出現(xiàn)過(guò)反射波導(dǎo)和透鏡波導(dǎo)等地面通信的實(shí)驗(yàn) 。 早期的光通信 6 ?由于沒(méi)有找到穩(wěn)定可靠和低損耗的傳輸介質(zhì) ， 對(duì)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(guó)內(nèi)外光纖通信發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) 8 光纖的發(fā)明 ? 1966年 ， 英籍華裔學(xué)者高錕博士 (， 當(dāng)時(shí)工作于英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)電信研究所 )和霍克哈姆 ()發(fā)表了關(guān)于傳輸介質(zhì)新概念的論文 ， 指出了利用光纖 (Optical Fiber)進(jìn)行信息傳輸?shù)目赡苄院图夹g(shù)途徑 ， 奠定了現(xiàn)代光通信 —— 光纖通信的基礎(chǔ) 。 9 ? 高錕博士深入研究了光在石英玻璃纖維中的嚴(yán)重?fù)p耗問(wèn)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(guò)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(shí)工藝技術(shù)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(guò) “ 原材料的提純制造出適合于長(zhǎng)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(xué)獎(jiǎng) 光纖通信發(fā)明家高錕 (左 ) 1998年在英國(guó)接受 IEE授予的獎(jiǎng)?wù)? 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(guó)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(kāi)發(fā)推向一個(gè)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(guó)貝爾 (Bell)實(shí)驗(yàn)室的光纖損耗降低到。 1974 年降低到 。 ? 1976 年 ， 日本電報(bào)電話 (NTT)公司將光纖損耗降低到 dB/km(波長(zhǎng) )。 ? 在以后的 10 年中 ， 波長(zhǎng)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(shí)質(zhì)性的進(jìn)展 ? 1970年 ， 美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)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(dǎo)體激光器 (短波長(zhǎng) )。 雖然壽命只有幾個(gè)小時(shí) ，但它為半導(dǎo)體激光器的發(fā)展奠定了基礎(chǔ) 。 14 ? 1973 年 ， 半導(dǎo)體激光器壽命達(dá)到 7000小時(shí) 。 ? 1976年 ， 日本電報(bào)電話公司研制成功發(fā)射波長(zhǎng)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(shí)質(zhì)性的進(jìn)展 15 ? 1977 年 ， 貝爾實(shí)驗(yàn)室研制的半導(dǎo)體激光器壽命達(dá)到 10萬(wàn)小時(shí) 。 ? 1979年美國(guó)電報(bào)電話 (ATT)公司和日本電報(bào)電話公司研制成功發(fā)射波長(zhǎng)為 μm的連續(xù)振蕩半導(dǎo)體激光器 。 ? 80年代中期 ， 研制成功動(dòng)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(shí)質(zhì)性的進(jìn)展 16 ? 由于光纖和半導(dǎo)體激光器的技術(shù)進(jìn)步 ， 使 1970 年代成為光纖通信發(fā)展的一個(gè)重要時(shí)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(guó)內(nèi)
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