光纖光學(xué)應(yīng)用

伴隨著激光技術(shù)和微電子技術(shù)的在應(yīng)用領(lǐng)域的突破，光纖光學(xué)與光纖技術(shù)也得到了人們更多重視，并迅速發(fā)展起來成為了近代光信息、高新領(lǐng)域的一個重要分支。自20世紀(jì)50年代以來，光纖應(yīng)用技術(shù)在光纖傳像、光纖照明與能量傳輸、光信號控制、光纖傳感特別是光纖通信等民用與軍用的重要領(lǐng)域獲得了廣泛而大量的應(yīng)用，尤其在信息科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域表現(xiàn)出越來越強大的生命力以及廣闊的應(yīng)用前景。

1．光纖技術(shù)概述

光纖技術(shù)是屬于光波導(dǎo)技術(shù)的一個方面，而通常所指的光波導(dǎo)技術(shù)，則應(yīng)包括以圓柱介質(zhì)光波導(dǎo)為特征的光纖技術(shù)和以平板或帶狀介質(zhì)光波導(dǎo)為特征的集成光路技術(shù)；與其相對應(yīng)的，從科學(xué)的角度可以認(rèn)為，與光波導(dǎo)技術(shù)相對的是導(dǎo)波光學(xué)，如圖1所示。

圖1 光波導(dǎo)技術(shù)與光波導(dǎo)光學(xué)的對應(yīng)關(guān)系

2．光纖的主要優(yōu)點

光纖作為一種介質(zhì)光波導(dǎo)、光信號的傳輸線，它相對于技術(shù)傳輸線具有如下主要優(yōu)點：

2.1 具有極寬的傳輸帶寬，可使通信容量獲得極大的提高，比同軸電纜大5個量級，可提供寬頻帶的綜合數(shù)字化服務(wù)；

2.2 具有極低的損耗，良好的透明性，可實現(xiàn)無中繼的長距離傳輸，損耗最低可控制到0.1-0.2 dB/Km；

2.3 光纖是絕緣介質(zhì)，傳輸光信號抗電磁干擾性好，且同一光纜中的多根光纖之間的相互干擾小，因此，信號傳輸?shù)谋Ｃ苄院茫沂芨蓴_小，傳輸質(zhì)量易于保證；

2.4 尺寸、體積小、質(zhì)量輕，柔韌性好，適宜鋪設(shè)、彎曲。光纜對比相應(yīng)的電纜在鋪設(shè)過程中更加安全可靠。

2.5 光纖的原材料SiO2蘊藏豐富，可節(jié)約大量有色金屬材料。正是由于光纖具有上述諸多的突出優(yōu)點，因而它獲得了廣泛而大量的應(yīng)用。

3．光纖的應(yīng)用領(lǐng)域

光纖的優(yōu)良特性，使之在光通信、傳感、傳像、穿光照明與能量信號傳輸?shù)榷喾矫娴念I(lǐng)域被廣泛而大量的應(yīng)用，并成為當(dāng)今信息世界的新興支柱產(chǎn)業(yè)，需求非常旺盛（例如，以光纖光纜為基礎(chǔ)的5G通信設(shè)備的鋪設(shè)）。另外，對光纖技術(shù)應(yīng)用的迫切需求，不僅表現(xiàn)在民用領(lǐng)域，在軍用領(lǐng)域也有巨大的應(yīng)用潛力。

光纖與光纖技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：

3.1 進行一維（時間）的信息傳輸。包括遠程光纖通信（含洲際海底光纜通信、陸地的國際與國內(nèi)長途通信）、區(qū)域網(wǎng)與城域網(wǎng)通信、互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸、本地接入網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)龋淮送猓谲娪蒙希ㄅ炤d、機載、車載以及陸軍的戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)略光纖通信系統(tǒng)，以及光纖制導(dǎo)中的雙向信息傳輸。

3.2 光纖傳感技術(shù)——應(yīng)用于各種用途的功能型與非功能型光纖傳感器。

3.3 進行二維圖像的傳輸、增強與變換：

二維圖像的傳輸：如光纖傳像束（柔性器件）、光纖面板（剛性器件）；

二維圖像增強：如微通道板像增強器；

二維圖像變換：如扭像器、圖像分割器等。

3.4 穿光照明與能量信號傳輸：

穿光照明、裝飾與光纖工藝制品；

能量傳輸以及信號傳輸與控制。

4．結(jié)語

正是由于光纖以及光纖技術(shù)所具有的優(yōu)越性能以及廣泛而重要的應(yīng)用領(lǐng)域前景，因而以光纖通信為代表的光纖技術(shù)及產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)今世界范圍內(nèi)信息技術(shù)領(lǐng)域最重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。在世界范圍內(nèi)信息技術(shù)不斷發(fā)展的大背景之下，以光通信為主體的光纖技術(shù)產(chǎn)業(yè)必將獲得新的發(fā)展契機和廣闊的市場前景。