光纤是如何工作的？

光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。传输原理是“光的全反射”。前香港中文大学校长高锟和George A. Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想，高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。

光纤是一种纤细的、柔软的固态玻璃物质，它由纤芯、包层、涂覆层三部分组成，可作为光传导工具。

• 纤芯：位于光纤的中心部位，成分为高纯度的二氧化硅即玻璃。

• 包层：位于纤芯的周围，其成分也是高纯度二氧化硅。包层为光的传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作用。

• 涂覆层：光纤的最外层，由丙烯酸酯、硅橡胶和尼龙组成。涂覆层保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤。

光纤通信的实现基于光的全反射原理。当光进入光纤中心传播时，光纤纤芯的折射率n1比包层n2高，而纤芯的损耗比包层低，这样光会发生全反射现象，其光能量主要在纤芯内传输，借助于接连不断地全反射，光可以从一端传导到另一端。

光纤的工作原理：在发射端首先把要传输的信息（如话音）变成电信号，然后通过激光器发射到激光束上，光的强度会随电信号的频率一起变化，并通过光纤发射出去，在接收端，检测器受到光信号后把它变成电信号，经过处理后恢复原信息。

光纤内部用玻纤制成的光导纤维，可以把光信号传输到几千公里外，将几百上千根光导纤维组合在一起，制成像电缆一样的光缆，这样既提高了光导纤维的强度，又大大增加了通讯容量。

光在不同物质中的传播速度是不一样的，所以从一种物质射到另一种物质时，两种物质的交界处会发生折射和反射，而且折射光的角度会随入射光的角度变化而变化，当入射光的角度达到或者超过某一角度时，折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。

光信号就是在光纤内经过一次次的折射传输到终点的，光信号在一次次折射后会分散或者衰减，就需要把光信号每50公里放大一次。