【科普】无处不在的光纤是怎么制造的？

什么是光纤？

光纤是由透明度极高的玻璃纤维和包裹它的材料组成的。

光纤是光导纤维的简称，是由一组光导纤维组成的用于传播光束的细小而柔软的传输介质。

光纤的构造一般由涂覆层，包层，纤芯组成。

它是用石英玻璃或特别塑料拉成的柔软细丝，直径在几个μm（光波波长的几倍）到120μm。就像水流过管子一样，光能沿着这种细丝在内部传输。

正是这根小小的玻璃丝，今天彻底改变了人类的生活。毫不夸张的讲，光纤通信是人类史上一次超越时间和空间的奇迹，从蒸汽机的发明，到轮船、火车，人类从来没有如此拉近过时空距离。

光纤的原理

它的原理就是光的全反射。当光线以合适的角度进入玻璃纤维时，折射光线消失，光线全部反射。

按几何光学的全反射原理，光纤就被束缚在纤芯中进行传输了。

下面这个视频可以跟大家清楚的解释一下：

光纤的制造

通信光纤的制造分为制棒和拉丝两道工序，当然最后还要进行测试。

神奇吧，看看它的制造过程，更神奇↓↓

先熔制出一根合适的玻璃棒，为使光纤的纤芯折射率，比包层折射率高，首先在制备纤芯玻璃棒时，要均匀地掺入少量比石英折射率高的材料(如锗)。

拉丝塔和光纤初始降落点

光纤拉丝塔组成

接着在制备包层玻璃时，再均匀地掺入量比石英折射率低的材料(如硼)。这就制成了拉制光纤的原始玻璃棒，通常把它叫做光纤预制棒。

把预制棒放入高温(约2000℃)拉丝炉巾加温软化，拉制成线径很细的玻璃丝，同时在玻璃丝外增加一层高分子材料涂覆层，以便增强玻璃丝的柔韧性和机械强度。

抽丝过程再简单了解一下：

问题来了：两根光纤如何接在一起呢？

其实是两种方式：光纤冷接和光纤熔接。

光纤的熔接：需要使用熔接机、光纤切刀将两根光纤接起来，不需要其它辅助材料。

接不好就会有以下几种情况：

光纤冷接：不需要太多设备，光纤切刀即可。但每个接点需要一个快速连接器（可以说是未来的主流操作）。