Радиотехника и электроника

Использовать свет в качестве средства связи люди, по-видимому, нача­ли с тех пор, как научились пользоваться огнем. В течение тысячелетий применялись сигнальные костры и дымовые сигналы. С изобретением зеркал для передачи сигналов на значительные расстояния в качестве источника света стало использоваться солнце. Люди, получавшие сооб­щения, надлежащим образом их истолковывали.

Подобные методы совер­шенствовались и развивались столетиями. Хорошо известен видеотеле­фон Александра Грейама Белла, использовавшийся для передачи сооб­щений с помощью светового луча на расстояние около 200 м. Развитие подобных методов сдерживалось из-за отсутствия хороших источников света и надежных каналов передачи с низкими потерями. Ситуация полно­стью изменилась в 1962 году благодаря изобретению лазера. В свободном пространстве когерентный свет, испускаемый таким источником, может быть получен удаленным приемником, находящимся на расстоянии сотен тысяч километров. Отсутствие подходящей передающей среды тем не ме­нее продолжало препятствовать развитию оптической связи, пока Капрон и др.  не продемонстрировали, что затухание света в волокне из пла­вленого кварца настолько мало, что позволяет создавать протяженные линии связи. Используя длинные волокна толщиной с волос, можно про­кладывать многокилометровые волоконные линии для передачи сигналов с помощью модулированного лазерного излучения.

На рис. 1 показа­но, как свет передается по волокну. Рассмотрим пловца на дне водоема. Если он посмотрит на поверхность воды под достаточно малым углом, дно водоема полностью отразится на поверхности раздела вода — воздух. Примерно то же происходит внутри волокна; свет передастся благода­ря множеству внутренних отражений. Внутри волокна свет отражается от материала оптической оболочки, имеющей меньший коэффициент пре­ломления, снова в сторону сердцевины. Таким образом, непрерывные вну­тренние отражения позволяют свету распространяться по ходу движения. Одновременное начало производства компаниями Corning Inc. и Bell Labs волокна с низкими потерями открыло дверь оптической связи и дешевым волоконно-оптическим датчикам, способным обеспечить высокую произ­водительность.

Метки: Канал передачи, Передача света по волокну.