全反射与光纤通信，本文主要内容关键词为：全反射论文,光纤通信论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
随着通信业的飞速发展，光纤大显身手，成为现代通信网的最佳媒质。光纤是超纯的石英玻璃纤维，同它的保护层一起才只有一根头发丝那么粗。虽然如此之细，但它的柔韧性很好，可以弯曲，甚至打结。光纤通信是利用光波进行信息的传递（电缆通信则是利用无线电波），与电缆通信等其他通信方式相比，有着无可比拟的优越性。
首先，光纤的使用可以大大扩展通信的容量。因为光纤通信是以激光作为运载信息的工具，激光是波长较短的可见光波，它的波长只有无线电波中波长最短的微波的十万分之一。而波长越短，可同时传输的信息容量就越大。如果一条微波电路能通十几万路电话，激光则可同时传输一百亿路电话。其次，光纤通信保密性好。它传输的信息密闭在光纤中，不像无线通信和电缆通信那样，将携带信息的电磁波散布在空间，因而想截获和窃听是很不容易的。另外，光纤通信抗干扰性很强；制造光纤的原材料——石英来源丰富，随处可取；光纤良好的柔韧性也为施工敷设提供了方便。这许多的优势，使得光纤通信成为通信史上发展最快的一门通信技术。不过，光纤最初能够步入通信领域，还有光的全反射的一份功劳呢？
什么是光的全反射呢？我们知道，当光照射到两种物质的交界面时，如光照射到水面上，一部分光会被反射回来，称为反射；而另一部分光会透过水面，传入水中，但却偏离了原来的方向，称为折射。这样，光的能量也随之分成了两部分。如图一，用直线代表光线，θ[,1]为入射角，θ[,2]为反射角，α为折射角。两种物质相对而言，可分为光密质和光疏质，水相对于空气就是光密质。当光从水中射向空气时，如果入射角θ[,1]大到一定程度，光就会在界面处完全被反射回水中，不再发生折射，光的能量也就不会散失到空气中，这种现象就是光的全反射现象。开始出现全反射时的入射角称为全反射角。只有当光从光密质射向光疏质时才会发生这种情况。当携带信息（如电视信号）的激光在光纤中前进时，如图二，因为光纤相对于空气为光密质，所以只要入射角θ[,1]大于全反射角，光纤内壁就会发生全反射现象，能量不会散失，激光就可以携带着信息畅通无阻地在光纤中前进，不会衰弱消失。真没想到，一个简单的全反射原理，竟在通信业的巨大革命中立了大功！
