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帖子主题: 微流光学纤维
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积分:1084 xinxin
发表于:2007-12-17 8:57:00 楼主
级别:一钻
积分:1084分
注册:2007年11月08日

未来的互联网,存取速度将更加神奇,几秒钟内即可下载不止一部电影。而这个奇迹也许就来自给网络稍加敷设的输导管。实现这一具有激进意义的设想,是伊利诺伊大学物理学家约翰?罗杰梦寐以求的目标。在他看来,纤维光学通道内的流体微滴,有助于改善光子承载数据的流畅性,加快传输速度和提高可靠性。由他设计的名叫微流光学纤维的原型器件,可能成为超快速传送从E-mail到网上计算机程序的一切的关键。

作为朗讯科技公司贝尔实验室的一名研究员,罗杰开始探索用流体充注纤维的技术已有两年多了。众所周知,用于电话信号和数据传输的光学纤维是由一种玻璃导管制成的,虽然它柔韧易弯,里面却是实心的。罗杰则反其道而行之地将纤维钻成空心,在里面贯穿以直径从1微米到300微米不等的导槽,其结构之细微只有在显微镜下才看得清。然后,将各种不同的流体以微量注入纤维而形成液体“插头”,再通过调节这些“插头”的膨胀、收缩和移动量来改变纤维的光学性质。只要“插头”的性质得到改进,它们就能在矫正引起误差的失真、更有效地引导数据流等方面发挥重要的作用,从而使人以比现今更低廉的代价享受到带宽的优势。
  有关专家认为,“罗杰的研究是非常重要的。”由于他使纤维由原先的消极传 v;递一变而为对光的积极调谐,“无论对节约成本还是提高可靠性、增加通信容量都会带来莫大的好处”,也为加快互联网的速度和下一代光学网络的形成打下了基础。据透露,目前有不止一个原形器件处于测试阶段。  
  当然,这项新技术何时能在商业领域大显身手仍是一个未知数。原因也很简单:让电信部门撇下数千公里现成的地底纤维光学电缆不用,转而马上“去拥抱新的光学通信技术”,这在经济不甚景气的今天是不现实的。但光学与流体技术的联姻,还是为其他用途开辟了广阔的前景。对于罗杰来说,一个可能的方向是研制利用光来检测血液中致病蛋白质等物质的工具。这对于医疗诊断和药物发现是有益的,至少能使医生的检查手段得到改善。

 
积分:934 huiliang
发表于:2007-12-17 9:22:00 1 楼
级别:一钻
积分:934分
注册:2007年11月08日
利用全反射规律使光线在透明纤维中传播的一种光学器件。光学纤维由玻璃、石英或塑料等透明材料制成核芯,外面有低折射率的透明包皮。直径通常在几微米到几十微米之间。入射光从光学纤维一端射入时,那些入射角较小的光线进入纤维后,在纤维的核芯-包皮界面上的入射角大于全反射的临界角,因而光线在纤维内作连续的全反射,使光以最低的损耗从纤维一端传输到另一端。纤维的有限弯曲不会影响全反射条件,故传输效率不受影响。成千上万条光学纤维捆扎起来可有效地传输光能,常用作特殊照明。只以传输光能为目的的光学纤维可混乱排列。若将光学纤维排成有序的阵列,输入端与输出端一一对应,就可直接用来传输图像。这种图像传输已应用于医用内窥镜和光导摄像管。激光技术的发展使光学纤维在通讯领域得到重要应用,发展成称为光纤通讯的技术。这是以激光光波作为载波传送声音和图像信号的技术,光学纤维为这种技术的实用化提供了必不可少的传输手段。光纤通讯因其抗干扰能力强、容量大和保密性能好等独特优点而成为新一代的通讯手段。

光学纤维的上述应用都是基于几何光学范畴的全反射原理。此情形下的纤维直径比光波波长要大得多,光的波动性并不重要。若纤维的横向线度与光波波长可比拟,则光在其中传输就同微波沿波导管传播相似,故称光学波导。在集成光学中,光学波导(特别是薄膜型)是重要的组成部分
 
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