为什么光纤通信中会广泛使用激光

Question

如题所述

Answer 1

激光在光纤通信中广泛应用的原因：因为激光具有方向性好、亮度高、单色性好、相干性好等特点。

如果采用普通的光， 则由于方向性不好，发散角太大，无法在光纤中沿某一特定路径通过全反射前进。另外普通光单色性差，即使是一种颜色的光，实际上也包含了很多种频率的光，这样的光在光纤中传播时会由于光的色散而无法传播很远的距离。因此光纤通信必须用激光。

激光是一种单色好、相干性好且高度准直的强光束。与其他光源相比,激光的波长非常集中,构成激光束的光子具有固定的相位关系。来自激光器的光可以在传播很远的距离后基本不衰减;激光也可以聚焦成一个很小的点,其亮度超过太阳的亮度。由于这些特性,激光器被广泛地应用于各行各业。

激光的特点

1、亮度高

激光的能量高度集中于较窄的光束,所以激光的亮度通常很高,激光比普通光源发出的光强亿万倍,激光的亮度甚至高于太阳表面光的亮度。

2、 方向性好

激光的发散角非常小,激光在传播很远的距离后仍然可以保持不发散,而普通无线电波的发散度通常很高。研究表明,当激光传播20km后,光斑直径只有20～30cm。因此,航天工作者可以利用激光实现空间通讯。

3、 单色性好

光的颜色是由光的波长决定的。当具有不同波长的光作用于人的视觉系统时,会使不同的细胞产生神经冲动,使人感知到不同的颜色。在一束激光中,所有光子的波长基本一致,激光的谱线宽度很窄,激光的颜色很纯,单色性很好。

4、 相干性好

激光由波长相同、传播方向相同的一系列的光子组成,激光的相干性很好,能量非常高,因此,人们可以用激光来传递信息[4]。