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光學工程
光纖技術的新應用
      隨著科學技術的迅速發展,光導纖維現已在通信、電子和電力等領域日益擴展,成為大有前途的新型基礎材料。與之相伴的光纖技術也以新奇、便捷贏得人們的青睞。
    美國拉里安公司成功地運用光纖完成了輸電功能,在電力領域中開拓出一條嶄新的途徑。他們在發送端利用半導體激光二極管,把電能轉變為激光在光纖中傳送,用太陽能電池作為接收端器件。這種器件用300微米厚的砷化鎵作為絕緣基片,上面覆蓋有20微米厚的太陽能電池。它被分為6個獨立的區域,這些區域由鍍金的空氣橋串聯起來,當由光纖傳來的激光照射到太陽能電池時,光能立即變成電能。每個區域產生的電壓恰好是1伏,六個區域串起來就有6伏電壓,足可供大多數傳感器的控制電路使用。如果把激光二極管的功率繼續提高,再配上整套的電能傳送系統,光纖輸電就可以廣泛地使用于軍事、工業、商業等各個方面。法國專門從事計算機、電子設備、信號處理和圖像技術的波根實驗室,利用光的孤波子和短脈沖,可在光纖內實現無失真傳輸。這一技術可解決色散和非線性效應問題,無需沿光纜設置多個再生裝置。工作時只需在每100公里左右的地方設置一個放大器。孤波子波就可以相互穿越,互不干擾。據稱,這一新技術用于6450—12900公里海底潛艇,可以解決通訊困難問題。美國通訊保密專家研制的一種無規律載波信號光纖通訊技術,專門用以對付當今日益猖獗、手段高明的竊 聽高手。該技術首先將話音之類的有用信息轉換為數字脈沖信號,然后再將這些數字脈沖信號編碼,調制到無規律變化的隨機微波載體上。發送時,激光發射裝置將載有信息的無規律載波信號經光纖通訊系統發射至收訊方。收訊方的激光接收機以專用技術與發送激光裝置同步動態協調工作,最終完成將有用信號從無規律載體上解調的任務。使用該技術,竊 聽高手們將再也沒有用武之地了,他們只會聽到雜亂無章的噪音。澳大利亞保林公司,最近研制出一種光纖秤,利用一根光纖和一個激光器就可以給卡車稱重。這種光纖秤利用了一種電阻特性非常特別的光纖,當它受到壓力或張力時,光纖會發生輕微的變形,導致激光的特征發生變化。這時,探測器會立即將這一變化獲悉并轉換為電信號的變化。從而在儀器的顯示盤上反映出。由于光纖是由玻璃制作的,它具有耐濕、耐輻射的性能,更重要的是,它易于安裝和保養,適用于安裝在城區的主干道、工廠周圍、機場和跑道、倉庫以及港口等地,進行24小時的連續工作。所以,除了可以進行稱重之外,還能夠起到監控作用,精確程度遠遠超過現有的電子裝置。
      據美刊新近報道,由美國麻省波士頓光纖公司研制的一種塑料光纖,它的傳輸速度比現用標準銅線快30倍,而且比玻璃纖維的重量輕、柔性好、成本低。這種光纖利用光的折射或光在纖維內的跳躍方式來到達較高的傳輸速度,可在100米內以每秒3兆比特的速度傳輸數據。目前,全世界已經鋪設海底光纜達37萬公里,這個長度幾乎可以圍繞地球10圈。而且,由于兩端采用了激光器,在傳輸中已經不再需要放大信號的中繼器,這樣,就會使成本大大降低,通話費用相應減少。據報道,世界上容量最大、連接歐美的海底光纜將于今年開通。這個連接全世界的海底通信光纖電纜正在鋪設之中,這是20世紀通信領域最宏偉的工程,得到全世界30個國際電信組織的支持。它橫跨大西洋、穿越地中海,經紅海和印度洋,穿過馬六甲海峽進入太平洋。全長近32萬公里,連接175個國家和地區,能夠同時使240萬部電話通話或同時傳輸幾十萬幅壓縮的畫面。整個工程耗資140億美元,預計將于2003年完工。

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