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通信的使用有极大的局限性。
光实质上是频率极高的电磁波（3×l014 Hz以上）。可以预计，用光作载波进行通信，
容量一定很大，是现有通信方式的千百倍。因此，它具有很大的吸引力。
为了避免大气气候对光通信的影响，有人在一条很长的管道内进行光传输。为了防止光
线发散，在一定距离的管道内放置聚焦透镜，所以也叫做透镜光波导。虽然实验是成功的，
但这种方法太复奈，安装机械精度极高，轻微的振动和温度变化均会产生严重的影响，很不
实用。
1966年，英籍华人高锟(C．K．Kao)博士预见利用玻璃可以制成衰减率为20 dB/km的
光导纤维（简称光纤），它可以垡铜线传导电子那样导光，从而实现光通信。至此出现了光
纤技‘术。
128电子技术基础____
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光纤的主要作用是引导光线在光纤内沿直线或弯曲的途径传播。光纤是由两种折射率不
同的材料构成的，即折射率较大的芯材料在中心，折射率较小的包层材料在外表。利用全反
射和折射原理，使光线在光纤中传播，并且光线不会射到光纤以外。
为了实现长距离的光纤通信，必须减小光纤的衰减。近年已研制出了低衰减的光纤，使
得进行长距离的光纤通信成为可能。
要实现大容量的通信，就要求光纤有很宽的带宽。单模光纤的带宽最宽，是理想的传输
介质，但是它的纤芯直径很细，仅几个微米，所以工艺要求极高，在20世纪70年代初难以
达到，所以大多研究纤芯直径较大的多模光纤。由于光能在光纤中传播时各模式之间有光程
差，造成光纤有较大的色散，即光纤的带宽不很宽。但在80年代，由于光纤制作工艺的进
步，单模光纤也研创成功，带宽达几十千兆至数百千兆赫·千米。这一成果使得超大容量的
光纤通信成为可能。
要实现光纤通信，需要有适当的光源。采用过的光源有GaA]As（镓铝砷）注入式半导体
激光器（1962年）、GaAIAs双异质结注入式激光器（1970年）、GaAIAs发光二极管（1971年）
等。发光二极管寿命长，但速率低、功率小、谱线宽，属于非相干光源。随着工艺的进步，短
波长(0. 85IJun) GaAIAs激光器的外推寿命已达几十万小时。为了配合光纤的长波长“窗口”
(1.2、1.3、1.5 ht,m)，已研制出InGaAsP（铟镓砷磷）长波长激光器和发光二极管。
光检测器件也有相应的发展。研制出适用于短波长的光电检测器，如Si - PIN管（硅光
电二极管）和Si - APD管（硅雪崩光电二极管），也研制出适用于长波长的光电检测器，如
InGaAsP/InP的PIN管和APD管，还有Ge - APD管。然而，长波长的光电检测器的性能尚
不能与短波长的相比，更好的长波长器件尚有待探索。
1976年后，各种实用的光纤通信系统陆续出现。90年代初期，光纤放大器的问世，又
引起了光纤通信领域的重大变革。利用光纤放大器可以补偿光纤的损耗。在放犬器间距为
80 km的条件下，传输距离达到了2 223 km。可见，光纤通信系统容量大、传输距离远的优
越性已经充分显示出来。
2．光纤数据传输的优点
(1)光纤的重量比电缆的重量轻
现代飞机上总的信息传输容量在不断增加，因此需要大量的电缆联接以满足信息传输的
需求，这样将增加飞机的重量。电缆的重量为lOg/m，而光缆的重量为4g/m，因此，采用
光纤将减轻飞机的重量。
(2)光纤不受电磁场的干扰
现代大型飞机上电子设备数量日益增多，电子设备之间信息的长距离传送以及众多的新
电子系统的出现，很难解决电磁兼容问题。为了降低电子系统所受到的电磁干扰( EMI)和
高能量辐射场( HIRF)的影响，需要投入大量的资金；而光缆中传输的是光信号，它的周
围既不产生磁场，也不受其他电磁场的干扰。因此，采用光纤有助于解决电磁干扰问题。
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民用航空器维修基础系列教材 电子技术基础(79)
