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         固執(zhí)于光的舊有理論的人們，最好是從它自身的原理出發(fā)，提出實驗的說明。并且，如果它的這種努力失敗的話，他應該承認這些事實。

                                                                                                                                               ——托馬斯·揚（T.Young）
         光纖由玻璃，即石英（SiO2）組成。光纖和光纜結(jié)構(gòu)如圖3.1.1所示，光纖由玻璃制成的纖芯和包層組成，為了保護光纖，包層外面還增加尼龍外層。

圖3.1.1光纖和光纜結(jié)構(gòu)示意圖

a）光纖結(jié)構(gòu)  b）一種光纜結(jié)構(gòu)

        光纖是一種纖芯折射率n1比包層折射率n2大的同軸圓柱形電介質(zhì)波導。纖芯材料主要成分為二氧化硅（SiO2），純度達99.999%，其余成分為極少量的摻雜劑如二氧化鍺（GeO2）等，以提高纖芯的折射率。纖芯直徑2a為8~100μm。包層材料一般也為SiO2，外徑2b為125μm，其作用是把光強限制在纖芯內(nèi)。為了增強光纖的柔韌性、機械強度和耐老化特性，還在包層外增加一層涂覆層，其主要成分是環(huán)氧樹脂和硅橡膠等高分子材料。光在纖芯與包層的界面上發(fā)生全反射而被限制在纖芯內(nèi)傳播，包層為光的傳輸提供反射面和光隔離，并起一定的機械保護作用。

        實際光纖通信系統(tǒng)使用的光纖都是包在光纜內(nèi)，光纜由許多光纖組成，光纖外面是松套管，松套管內(nèi)是填充物。光纜的中心是一條增加強度用的鋼絲，最外面是保護用的護套。

玻璃絲傳光發(fā)展史

       古代，希臘吹玻璃工匠觀察到玻璃棒可以傳光。

       1854年，英國的廷德爾在英國皇家學會的一次演講中指出，光線能夠沿盛水的彎曲管道進行反射而傳輸，并用實驗證實了這個想法。

       1870年，英國物理學家廷德爾在實驗中觀察到，把光照射到盛水的容器內(nèi)，從出水口向外倒水時，光線也沿著水流傳播，出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，這好像不符合光只能直線傳播的定律。實際上，這時光仍是沿直線傳播，只不過在水流中出現(xiàn)了光反射現(xiàn)象，因而光是以折線方式前進的。光也可以“走彎路”。

       1927年，英國的貝爾德首次利用光全反射現(xiàn)象制成石英纖維，進行圖像解析，并且獲得了兩項專利。

       1930年，有人拉出了石英細絲，并論述了它傳光的原理。

       1951年，荷蘭和英國開始進行柔軟纖維鏡的研制。

       1953年，荷蘭人范赫爾把一種折射率為1.47的塑料涂在玻璃纖維上，形成比玻璃纖維芯折射率低的套層，得到了對光線全反射（絕緣）的玻璃纖維。但由于塑料套層不均勻，光能量損失太大。

       1955年，光在彎曲管道中反射前行的現(xiàn)象得到實際應用。當時在倫敦英國學院工作的卡帕尼博士用極細的玻璃制作成了光導纖維。每根細如絲的光導纖維是用兩種折射率不同的玻璃制成，一種玻璃形成中心束線，另一種包在中心束線外面形成包層。由于兩種玻璃在光學性質(zhì)上的差別，光線以一定角度從 光導纖維的一端射入后，不會從纖維壁逸出，而是沿兩層玻璃的界面連續(xù)反射前進，從另一端射出。最初，這種光導纖維只是應用在醫(yī)學上，用光纖束組成內(nèi)窺鏡，可以觀察人體腸胃內(nèi)的疾病，協(xié)助醫(yī)生及時做出確切的判斷。

        其實，現(xiàn)代的多模光纖通信也就是運用光反射原理，把光的全反射限制在光纖內(nèi)部，用光信號取代傳統(tǒng)通信方式中的電信號，實現(xiàn)信息的傳遞。