为什么说激光打开了光波通信的大门

 普通光源发射出来的光波是不能做通信载波的。因为普通光源发射的不是单种波长的光,它的光束中夹杂着许多不同波长的光,按专业术语说即光辐射单色性太差。如果采用这种光波做广播用的载波,等于同时有许多套广播频率的节目到达接收回路,许多声音重叠在一起,让人们无法听清在说些什么。如果用它来传递图像信息,接收到的将是许多不同载波频率传送的电视图像的叠合,让人看到的也将是模糊一片的图像,所以只有像无线电振荡器产生单个电磁波长那样的单色光源,才能进行有效的光波通信。像激光器发射的光束单色性就非常好,用这种光能做通信用的载波。20 世纪 70 年代,人们发现用玻璃材料做成的光学纤维也可以做光信号的传输线路。只是刚开始制出来的光纤对传输光信号造成的能量损失比较大,且通信距离不长,几经努力,后来终于制造出了光能量损失极低的光纤,同时激光器的制造技术也有了很大的进步,人们成功地制造出性能好、使用寿命又长的激光器。于是一种以光波做传递信息的载体, 以光纤做信息传递线路的通信技术终于诞生了。一根比头发丝还细的光纤,可以同时传输几万路电话或者几千路电视。用 20 根光纤组成如铅笔般粗细的光缆,每天可以通过它传递 7 万多人次的电话,它还有保密性好,抗干扰能力强,通信质量高等特点。世界各国都大力在发展光纤通信,铺设市内电话、城际电话的光纤通信线路。像美国就有 50 多个城市的市内电话采用光纤通信线路,还建了几条城际长途光纤通信线路,比如连接华盛顿、纽约和波士顿的光纤通信线路,全长 1249 公里;连接美国东、西海岸,全长 1920 公里的光纤通信系统;以及号称“太平洋走廊”,全长 824 公里的光纤通信系统。日本也建立了许多中、短距离光纤通信系统,他们还将建立连接到家庭的光纤通信系统。我国的光纤通信技术发展也很快,预计到本世纪末,在原来基础上还将建成 2.8 万公里光缆通信线路。同时为适应国际频繁往来的需要,各国之间也铺设了许多条国际光缆通信线路。信息高速公路计划要建设起四通八达的光纤通信网,以连接家庭和社会各部门。但是要使大众愿意接受联网建网,它们的价格就不能太高。节省投资的基本办法只有利用先进技术增设信息传输速率和尽量减少辅助设备。因为光波在光纤内传播过程中总要损耗一点能量,为了能让光信号传输到很均匀的地方还有较高的信噪比,保证通信质量,必需每隔一段距离给光信号补充点能量。另外,光纤和其他光学元件一样也存在色散(不同波长的光波在光学材料中传播速度不相同的现象),这个现象将会导致代表每位信息码 0 和 1 的光脉冲随着传播距离增长而慢慢地展宽,传播过一段距离之后会出现相邻的信号脉冲交迭的事,如果出现了这种情况,通信也便失效。降低通信速率,即让代表 0 和 1 信息码的光信号脉冲间隔拉开大一点。虽然可以让这种情况避免出现,但会提高传输信息的价格。当前的光通信技术水平是,信息传输速率约 10Gb/s, 两个中继站之间的距离为 100 公里。制造中继站的技术比较复杂,又要花一大笔钱。能不能通过别的办法,既可以使传输速率高,同时又能作远距离通信呢?办法是有,但需要性能优良的半导体激光器,所以说激 光打开了光波通信的大门。 

为什么橡胶有弹性
 弹性是橡胶的宝贵性格,任何东西都比不上它这样能屈能伸,刚柔并济。它是一种高分子化合物,一般化合物的分子所含的原子数只有几个、几十个或几百个。而高分子化合物一个分子中所含的原子数,却达到几万、几十万甚至几百万,......
为什么萤火虫会发光
 “银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水,卧看牵牛织女星。”读着杜牧《秋夕》的千古佳句,不禁使我们联想起,在乡间小道上散步时,在池边,稻田,草丛里的“飞灯”——萤火虫。萤火虫为什么会一闪一闪地发光呢?......
为什么地球村的居民肤色不相同
 随着科学技术的发展,原来相距遥远的国度,现变成了“咫尺之遥”。所以人们风趣地将地球比作“地球村”。在地球村的居民中,同为人类, 可肤色却各不同:有黄肤色,黑肤色,也有白肤色,这是为什么呢?在人体表皮层中下方,......
为什么液晶能显像
 液晶是一种介于液体和晶体之间的有机化合物。在一定条件下,它不但具有流体的流动性和连续性,而且还具有晶体的电学和化学性能。液晶分子的排列是有一定规律的,只是,它的“性格”比较娇嫩,对磁、电、光、声、热、力等外界......
为什么光子计算机比电子计算机先进
 随着科学技术的不断发展,不用电子而选用光子做传递信息的载体, 就有可能制造出性能更优异的计算机。因为用光子做传递信息的载体有许多电子无法比拟的好处。首先光子不带电荷,它们之间不存在电磁场相互作用。虽然在自由空......
你听说过用水来做刀具吗
 古代有句俗语,叫做“滴水穿石”,它的意思是说,从高处落下的微小水滴,长年累月,也能滴穿石头。但是,水“刀”不是刀具,要把它变得强劲有力,必须借助极高的压力。一般采用增压装置来帮助提高水压,当水喷流的速度达到 5......
为什么锻炼能使肌肉发达?
一个人平时的肌肉活动强度小,需要的能量和血液循环也少。经常锻炼能使肌肉中的毛细血管大量开放,加快新陈代谢。肌肉从血液中得到丰富的营养物质,使肌肉纤维组织变粗,这时看上去人的肌肉就显得粗壮发达。......
为什么久坐久站脚会发麻?
一个人连续坐上几个小时,双脚会发胀。与久坐相比,长时间站立不动就更不行了,不消一两个小时,两只脚就发胀,时间再长些,足背还会肿起来。原来,人体内的水分含量极高,这些水分在体内不断流动,保证了血液循环及各种新陈代......
为什么奔跑时心脏会剧烈跳动?
一般人的心脏都能根据机体的需要而改变血液的输出量,需要量大时,血液在全身循环的速度大大加快。心脏是依靠什么力量使输出量增加的呢?主要是采取两种办法:一为加快心脏跳动;二为增强心脏的收缩力。当做跑步、登山等剧烈运动......
为什么男子会长胡子?
为什么男子会长胡子而女子不会呢?这与人体内性激素代谢有密切的关系。一般来说,青春期后的健康男性都会长胡子,最初柔软稀少,以后逐渐变得粗硬稠密。现代医学发现,这时候男子体内分泌出较多的雄性激素使毛发又黑又粗,胡子......
为什么碰伤的皮肤处会有乌青块?
乌内青块,是皮肤血管破裂引起皮下溢血的结果。皮肤里血管非常多,血管的特点是管腔细小而管壁薄。这些小血管是经不起外界压力的。如果跌一跤只是臀部着地,一般不会发生乌青块,因为臀部皮下脂肪多,缓冲作用大。如果小腿前面......
为什么人走路时手脚左右交错摆动?
人们走路之所以要手脚左右摆动,就是为了保持身体的平衡,走起路来也非常省力。看到运动员在跑道上飞奔时,他们的手脚快速地左右交替摆动,克服前进的阻力,速度才能加快;否则,他们手脚摆动成一顺,那是绝不可能取得好成绩的......
为什么人吸进氧气,呼出时变成了二氧化碳?
人体中有一个专门负责气体交换的器官,它就是肺脏。当氧气被鼻孔吸入便进入到气管。气管笔直向下,然后分为左右两根支气管,分别埋藏在左右两肺之中。支气管会不断地细分,产生无数极细微的分支,每一根细支气管末端都连接着几......
为什么有的肌肉不休息?
人体中有些肌肉是不能休息的,心肌就是这样的肌肉。心肌是最勤劳的肌肉。它从人类诞生的第一天起,就开始有节奏的跳动着,从不休息,永不停顿,直至死亡。如果按心脏每分钟跳动75次计算,一个人活到70岁,心肌大约要收缩扩......
为什么红细胞有免疫功能?
人体免疫系统能识别、排除细菌或病毒及自身衰老变性成分等“异己物质”,使人体维持稳定的生理平衡。免疫系统有细胞免疫和体液免疫两类。红细胞的免疫功能,既不同于两者,但又有联系。红细胞是血液中运输氧和二氧化碳的主要工......
为什么称白细胞为“人体卫士”?
人体内的白细胞是与疾病做斗争的“卫士”。有的白细胞能识别细菌等能引起疾病的微生物,并且提醒身体它正在遭受的侵害;有的白细胞则含有与疾病作斗争的化学物质;此外,还有一些白细胞能包围和杀死人体内的有害微生物。......