当光源放在
光纤的一端,探测器放在另一端,我们就有了单向传输系统,接收电视信号,转换成光脉冲发射出去,再由接收器将光脉冲转换成电视信号。
基于光纤的电视信号传输原理:
光传输系统由三部分组成:光源、传输介质和探测器。传统上,光脉冲代表位1,而非光脉冲代表位0。传输介质是极细的玻璃纤维。当光线到达探测器时,它会产生一个电脉冲。
当光源放在光纤的一端,探测器放在另一端,我们就有了单向传输系统,接收电信号,转换成光脉冲发射出去,再由接收器将光脉冲转换成电信号。
其实如果不利用一个物理原理,这个光纤传播系统会因为漏光而没有实用价值。当光穿过一种介质进入另一种介质时,例如当光从空气中射入二氧化硅时,光会在两者的界面处发生折射(弯曲)。原因是两种物质对光的折射率不同。
入射光在边界处以角度α1入射,以角度β1出射。折射量取决于两种介质的特性(两者的折射率)。如果入射角大于临界值,光将被完全反射回二氧化硅,而不会泄漏到空气中。所以当光的入射角大于等于临界值时,光会被完全限制在光纤以内,无损耗地传播几公里。
因为任何以大于临界值的角度入射的光线都会在介质的边界处被完全反射回介质,所以不同的光线在介质内部以不同的反射角传播。可以认为每束光都有不同的模式,具有这种特性的光纤称为光纤。
但如果把
光纤的直径缩小到与光波相同的波长,光纤就好比一个波导,光在其中沿直线传播,没有反射,这就是单模光纤(单模光纤)。光纤单模价格贵,但传输距离长。目前可用的光纤系统可以以1gb/s的速率传输30km,在实验室中,短距离内可以获得更高的传输速率。实验还表明,大功率激光可以驱动光纤传输100km,虽然速度较低,但不需要中继器。