光纖有咩用？？？

光纖（Optical fibre）

光線從末端進入光纖後，由於全反射（total internal reflection）的發生，光線可沿著光纖繼續前進，達到傳送訊息的功效。

光纖可分為兩類，第一類（Step index fibre）是由折射率（refractive index）高的核心（core），包裹在玻璃纖維外殼（cladding）內所製成的雙重構造物。內側的折射率大，而外側的折射率小，因此光纖折彎時，由於全反射（total internal reflection）的發生，光線沿著光纖繼續前進。這類光纖較幼，直徑約為125mm，適合短距離的訊息傳送，其折射率與光纖軸心的距離變化於下：



第二類（Graded index fibre），可作長距離的訊息傳送，其折射率會隨著與光纖軸心的距離增加而減少，變化於下：



　

2006-12-29 16:33:51 補充：
「光纖」就是能輸送光線的纖維。其實它與能輸送自來水的水管以及能輸送瓦斯的瓦斯管一樣，只是管子的粗細小了許多，管徑的大小大約只有萬分之一公尺，只比頭髮稍粗。「光纖」的主要功用就是傳輸「光波」，因為「光波」在空氣中傳送都是沿直線進行，很容易被障礙物阻擋，所以需要「光纖」來幫忙輪送。其實它的作用，與水管輸送自來水和瓦斯管輪送瓦斯的功能並無不同，只是「光纖」是根據「全反射」的原理來傳輸「光波」，而在「全反射」的狀況下，整條「光纖」就像一條周圍都是鏡子的管線，一旦光線進入這條管子，它再也跑不出來，只有乖乖地從進口的這一端乖乖地跑到出口的那一端，就完成了「光波」的傳輸。

2006-12-29 16:34:08 補充：
「光纖傳輸」的優點包括了：1.低損失與寬頻帶；2.尺寸小及彎曲半徑小；3.不導電、不輻射、不感應；4.重量輕等等。低損失與寬頻帶所提供的大傳輸量使得飄（Gone With The Wind）整個電影只要1秒鐘即可傳送至家裏的電視；甚至一條「光纖」中一次可容納2萬4仟門電話同時通話傳送。貝爾實驗所發展的光導系統，可結合聲音、類比數據、數位數據、影像電話及各種視訊的服務，因此，這對資訊的傳輸產生了相當大的革命，這種傳輸方式將會是未來有線電視臺（第四臺）傳播視訊的主流。

2006-12-29 16:34:21 補充：
光纖的結構為圓形且細如髮絲之玻璃纖維，主要分為兩部分，裏層稱「核心（Core）」，通常以玻璃做成；外層稱為「纖殼（Clad）」。因為「光纖」是屬於介質波導之一種，故只要條件許可，也可使用特殊的塑膠材料或液體材料。由於「光纖」的「核心」的直徑只有數個「微米」（百萬分之一米）至數十「微米」，而「纖殼」的直徑也僅在一百至兩百「微米」之間，其本身相當微弱。因此，在一般應用中，會於外層再鍍上一層塑膠，並再加一層尼龍，以免受到外界化學物質的侵蝕。若將幾條如上述一般之光纖維起來，就可形成所謂的「光纖電纜」了，或簡稱為「光纜」。

2006-12-29 16:35:15 補充：
「光纖」依其「折射率」分布之不同，可分為兩種：一種是「級（階）射率光纖（Step Index Fiber）」；另一種為「斜（緩）射率光纖（Graded Index Fiber）」。又可依「傳播模態」的不同，分為兩「單模態光纖（Single-Mode Fiber）」及「多模態光纖（Multi-Mode Fiber）」。在此要強調一點，除「單模態光纖」之外，其它如「級射率」或「斜射率」光纖則都屬於「多模態光纖」。「

2006-12-29 16:35:24 補充：
級射率光纖」因其「核心」與「纖殼」之「折射率」變化劇烈，因此「核心」射向外殼之光束會在介面產生「全反射」；光則不停的依「全反射」之形式傳播，沿中心軸前進的光線和反射前進的光線到達終點的時間有差異。「單模態光纖」之「核心」其直徑非常細，因此只有平行中心軸的光線進入「核心」，故光線到達終點的時間一致。「斜射率光纖」，因其「核心」「折射率」之變化是緩和且連續，又因光在介質中之速度和「折射率」成反比，故原先偏離中心軸的光線，經過連續曲折後，依序會再回中心軸，最後到達終點的時間大約一致。

比頭髮還細的光導管

光纖原名「光學玻璃纖維」。從外表看來，它只是一條比頭髮還要細長、柔軟而又透明的玻璃絲。但是把一束光纖放在小燈泡上面，燈光卻可清楚的傳到光纖的另一端去：我們在百貨公司常可看見閃閃爍爍、宛如星光點點的裝飾燈，就是利用光纖來做光導管的。



貝爾的光話機

西元1880年，發明電話的貝爾，發現光束也可以傳送聲音，他把這種裝置稱為「光話機」。但是，用光來傳播聲音要比藉著棉線、電線來傳遞困難多了。電線架在電線杆上，可以不受天氣、地形的影響，聲音訊號傳個幾十公里，一樣清清楚。用光來傳音訊，可就沒這麼方便了。空氣中的雨滴霧氣、地上的大樓高山都會阻礙光的前進。即使萬里無雲的時候，光線也傳不了多遠，因為能量很快的就會減弱了。

光纖的發明和構造

有沒有一種物質，能夠讓光在裡頭可以傳得很遠，又消耗不了多少能量呢？一九六六年美國國際電話電報公司（ITT）的工程師終於發現，精純的玻璃纖維可以傳遞光學訊號。經過無數工程師的研究改進後，光學訊號已經可以在光纖中清楚的傳遞數公里。這就好像說光線可以穿透數公里厚的玻璃一樣，簡直不思議。

光纖是怎麼構成的呢？光纖的中心是一條纖細、純淨的玻璃絲（稱為核心層），外面再包覆著一層折射率較小的尼龍絲（稱為外殼）製成的。這種構造很像電視遊樂器的電纜線一樣，因此我們也把光纖稱為光纖電纜。


光纖通信的優點

今天，電話系統的銅電線已經逐漸被光纖電纜取代。橫渡大西洋的光纖電纜早在1980年就埋設完成。我國也早於民國84年完成連接日本、台灣、星馬的海底光纖電纜。光纖這麼受歡迎，當然有它獨特的優點：首先，光纖製造成本、粗細等都遠低於銅電纜線：一束一千五百二十八條的光纖束，它的粗細和一般的電纜線一樣，價格卻便宜多了。

其次，光纖搭載光訊號的能力大於一般的電纜線：一條光纖可以同時傳播很多不同的訊號，而不會互相干擾。這就好像都市裡的高架道路，把原本的一條馬路擴充成好幾層，可以同時通過好幾線道的車子一樣。

最重要的是：用光纖通訊，不易被外來電訊干擾，更不易被竊聽。

內科醫生的透視眼──內視鏡

光纖也用於影像的傳送。我們到醫院照胃鏡、大腸鏡。醫生不用開刀，就可以從螢光幕裡看見我們身體內臟的情況，都是靠光纖電纜的幫助。使用光纖電纜，也使得核電廠的工程師可以在安全距離之外，來監督核電廠的運轉。