光纖是什麼？為什麼可以透過它大量傳遞信息？

雖然我是回答者，但也有兩個問題想問一問你
一、光纖傳訊的原理能輕易在網上找到，為何你還要問?
二、何以解答贈點會是七?不是只有五的倍數選擇嗎?是否碩士級有此功能?


以下是我的回答:

光纖是光導纖維的簡寫，是一種利用光在玻璃或塑料製成的纖維中的全反射原理而達成的光傳導工具。光導纖維由前香港中文大學校長高錕發明。微細的光纖封裝在塑料護套中，使得它能夠彎曲而不至於斷裂。通常，光纖的一端的發射裝置使用發光二極管（light emitting diode,LED）或一束雷射將光脈衝傳送至光纖，光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測脈衝。在日常生活中，由於光在光導纖維的傳導損耗比電在電線傳導的損耗低得多，光纖被用作長距離的信息傳遞。




各種各樣的光纖。

運作原理:
光纖是圓柱形的介質波導，應用全反射原理來傳導光線。光纖的結構大致分為裡面的核心部分與外面的包覆部分。為了要局限光信號於核心，包覆的折射率必須小於核心的折射率。漸變光纖的折射率是緩慢改變的，從軸心到包覆，逐漸地減小；而突變光纖在核心-包覆邊界區域的折射率是急劇改變的。

折射率:
折射率可以用來計算在物質裏的光線速度。在真空裏，像外太空，光線的傳播速度最快，大約為 3 億公尺／秒。一種物質的折射率是真空光速除以光線在這物質裏傳播的速度。所以，根據定義，真空折射率是 1 。折射率越大，光線傳播的速度越慢。通常光纖的核心的折射率是 1.48 ，包覆的折射率是 1.46 。所以，光纖傳導訊號的速度粗算大約為 2 億公尺／秒。電話訊號，經過光纖傳導，從紐約到雪梨，大約 12000 公里距離，會有最低 0.06 秒時間的延遲。



圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b0/Laser_in_fibre.jpg/300px-Laser_in_fibre.jpg


雷射的反彈於一根壓克力棍內部，顯示出光線的全反射。



全反射:
當移動於密度較高的介質的光線，以大角度入射於核心-包覆邊界時，假若這入射角（光線與邊界面的法線之間的夾角）的角度大於臨界角的角度，則這光線會被完全地反射回去。光纖就是應用這種效應來局限傳導光線於核心。在光纖內部傳播的光線會被邊界反射過來，反射過去。由於光線入射於邊界的角度必須大於臨界角的角度，只有在某一角度範圍內射入光纖的光線，才能夠通過整個光纖，不會洩漏損失。這角度範圍稱為光纖的受光錐角，是光纖的核心折射率與包覆折射率的差值的函數。
簡單地說，光線射入光纖的角度必須小於受光角的角度，才能夠傳導於光纖核心。受光角的正弦是光纖的數值孔徑。數值孔徑越大的光纖，越不需要精密的熔接和操作技術。單模光纖的數值孔徑較小，需要較精密的熔接和操作技術。




光波傳播於多模光纖。

多模光纖:
核心直徑較大的光纖（大於10 微米）的物理性質，可以用幾何光學的理論來分析。這種光纖稱為多模光纖。
在一個多模突變光纖內，光線靠著全反射傳導於核心。當光線遇到核心-包覆邊界時，假若入射角大於臨界角，則光線會被完全反射。臨界角的角度是由核心折射率與包覆折射率共同決定。假若入射角小於臨界角，則光線會折射入包覆，無法繼續傳導於核心。臨界角又決定了光纖的受光角，通常以數值孔徑來表示其大小。較高的數值孔徑會允許光線，以較近軸心和較寬鬆的角度，傳導於核心，造成光線和光纖更有效率的耦合。但是，由於不同角度的光線會有不同的光程，通過光纖所需的時間也會不同，所以，較高的數值孔徑也會增加色散。有些時候，較低的數值孔徑會是更適當的選擇。
漸變光纖的核心的折射率，從軸心到包覆，逐漸地減低。這會使朝著包覆傳導的光線，平滑緩慢地改變方向，而不是急劇地從核心到包覆邊界反射過去。這樣，大角度光線會花更多的時間，傳導於低折射率區域，而不是高折射率區域。因此，所形成的曲線路徑，會減低多重路徑色散。工程師可以精心設計漸變光纖的折射率分佈，使各種光線在光纖內的軸傳導速度差值，能夠極小化。這理想折射率分佈應該會非常接近於拋物線分佈。




單模光纖內部結構：
1. 核心：直徑 8 m
2. 包覆：直徑 125 m
3. 緩衝層：直徑 250 m
4. 外套：直徑 400 m

單模光纖:
核心直徑小於傳播光波波長約十倍的光纖，不能用幾何光學理論來分析其物理性質。替而代之，必須改用馬克士威方程式組來分析，想出相關的電磁波波動方程式。視為光學波導，光纖可以傳播多於一個橫模的光波。只允許一種橫模傳導的光纖稱為單模光纖。大直徑核心、多橫模的光纖的物理性質，也可以用電磁波波動方程式分析。結果會顯示出，這種光纖允許多於一個橫模的光波。這樣的解析多模光纖，所得到的結果，與幾何光學的解析結果大致相同。
波導分析顯示，在光纖內的光波的能量，並不是全部局限於核心裡。令人驚訝地，特別是在單模光纖裏，有很大一部分的能量是以衰減波的形式傳導於包覆。
最常見的一種單模光纖，核心直徑大約為 8–10 微米，專門用於傳導近紅外線。多模光纖的核心直徑可以小至 50 微米，或者大至幾百微米。

An optical fibre is a fine tube with reflective material coated on its internal surface.
The physics principle involved in the transmission of signals in an optical fibre is "total internal reflection". Light is transmitted by continuous reflections along the fibre with only small loss of energy (i.e. small attentuation). In so doing, the light signal can be transmitted to long distance.
Because light carries a frequency much higher than radiowaves (including microwave), hence with broader bandwidth. Large amount of information can thus be conveyed by using light than by using radiowaves.

光纖傳送的原理是把信息or指令轉為數據,並以光的形態以光速傳送!

By Using Infrared,Ultraviolet(Data) Send By One Saide,

Optical Fibre Using Total Internal Reflection To Reflect The Infrared(or data) Continously.