光纤如何优化全球通信 - 南华早报 | 青年邮报
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在当今这个高度互联的世界里，每一次电话、网站访问或视频下载都由比发丝还细的光纤中疾驰的光束驱动。这些非凡的纤维以近乎瞬时的速度传输数据、语音和视频信号。
这项科学突破构成了连接全球数十亿人的现代网络基础设施的支柱。
光纤背后的科学原理
光纤技术利用光反射原理传输数据。信息被编码成光脉冲，从光纤一端发出，通过纤芯传输至另一端。
光纤由具有较高折射率的玻璃或塑料纤芯构成，外部包裹着折射率较低的包层。
纤芯与包层折射率的差异决定了两材料边界处的临界角。
光纤临界角是指
光线停止折射（弯曲并穿过包层）而完全反射、弹回纤芯的临界点。因此，当光线以大于材料临界角的角度射向纤芯与包层边界时，光线会反射回纤芯（见图示）。
这种现象被称为全内反射，使得光信号能以极低的损耗在光纤中传输极远距离。
通信史上的里程碑
利用光传输信息的构想可追溯至百年前，但真正的突破发生在1960年代——这要归功于在香港长大的高锟及其同事乔治·霍克汉姆的开创性研究。
在他们发现之前，铜缆和早期玻璃纤维曾被用于数据传输，但这些介质存在信号传输损耗的问题。
在1966年发表的论文中，高锟与霍克汉姆指出：传输过程中的信号损耗主要源于玻璃中的杂质。通过提出使用超纯玻璃制造纤维，他们为低损耗光纤的发展铺平了道路，使高速远距离通信成为现实。
他们发现提纯后的玻璃纤维能以极小损耗实现光信号的长距离传输。
高锟在英国标准电信实验室工作时取得这一突破性发现。这项研究让他荣获2009年诺贝尔物理学奖，并被公认为"光纤之父"。
无限可能
光纤技术彻底改变了人类的通信连接方式。相较于铜缆和早期玻璃纤维，光纤能以更高速度传输更海量数据，且更不易受电磁干扰影响。
光纤拥有广泛的应用领域。它们被用于电信行业实现全球高速数据传输，在医疗领域用于手术中的实时成像，还应用于飞机和汽车中，通过遥感技术向操作者预警问题。
随着技术持续进步，其潜在应用不断扩展，以无限可能改变行业并提升生活质量。
《青年邮报》已与香港科学馆及香港太空馆合作，鼓励您探索科学。每月，这些博物馆会解答关于我们周围世界、宇宙及其他领域的问题。
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