解决办法：透镜波导和反射镜波导的光波传输系统
（ 现场施工中校准和安装十分复杂）
第一章光纤通信
透镜波导----------在金属管内每隔一定距离安装一个透镜，每 个透镜把经传输的光束会聚到下一个透镜而实现的。
反射镜波导------------用与光束传输方向成45°角的二个平行反 射镜代替透镜而构成的。
由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质， 对光通信的研 究曾一度走入了低潮。
第一章光纤通信
二、现代光纤通信
1966年，英籍华裔学者高锟(C.K.Kao)等人 发表了关于 传输介质新概念的论文。
1970 年，光纤研制取得了重大光纤。
第1章概论
1·1 光纤通信发展的历史和现状 1· 2 光纤通信的优点和应用 1·3 光纤通信系统的基本组成
第一章光纤通信
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第 1 章 概论
1.1
一、探索时期的光通信 中国古代用“烽火台”报警 美国人贝尔(Bell)发明 “光电话”（1880年） 美国人梅曼(Maiman)发明第一台红宝石激光器（1960年） 美国麻省理工学院大气激光通信试验
第一章光纤通信
1970 年，美国康宁(Corning)公司就研制成功损耗20 dB/km的石英光纤。 它的意义在于：使光纤通信可以和同轴电缆通信竞争，从而展现了
光纤通信美好的前景，促进了世界各国相继投入大量人力物力， 把光纤 通信的研究开发推向一个新阶段。 1972年，康宁公司高纯石英多模光纤损耗降低到4 dB/km。 1973 年 ，美国 贝 尔(Bell)实验室取得了更大成绩 ， 光纤损耗降低 到 2.5dB/km。1974 年降低到1.1dB/km。1976 年，日本电报电话(NTT)公司 等单位将光纤损耗降低到0.47 dB/km(波长1.2μm)。 在以后的 10 年中，波长为1.55 μm的光纤损耗：1979 年是0.20 dB/km， 1984年是0.157 dB/km，1986 年是0.154 dB/km， 接近了光纤最低损耗的 理论极限。
第一章光纤通信
美国（1976 年）进行了世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验，速 率为44.7 Mb/s，传输距离约10 km。 日本（1976年） 进行了速率为34 Mb/s，传输距离为64 km的突变型多模 光纤通信系统。 英、法（1988年）建成全长6400 km的第一条横跨大西洋海底光缆通信系 统；横跨太平洋 海底光缆通信系统于1989年建成，全长13 200 km。
在这个期间，1976年日本电报电话公司研制成功发射波长为1.3 μm的铟 镓砷磷(InGaAsP)激光器，1979年美国电报电话(AT&T)公司和日本电报电 话公司研制成功发射波长为1.55 μm的连续振荡半导体激光器。
由于光纤和半导体激光器的技术进步，使 1970 年成为光纤通信发展 的一个重要里程碑。
半导体激光器的飞速发展完全满足实用化的要求。寿 命达到10万小时(约11.4年)。
光纤通信系统的实用化。
第一章光纤通信
高锟等人指出：石英纤维的损耗高达1000 dB/km以上这样 大的损耗不是石英纤维本身固有的特性。 具体办法： （1）通过原材料的提纯光纤损耗减小到10 dB/km。 （2）通过改进制造工艺的热处理，提高材料的均匀性把损耗 减小到几dB/km。
然而， 光电话仍是一项伟大的发明，它证明了 用光波作为载波传送信息的可行性。因此，可以说 贝尔光电话是现代光通信的雏型。
第一章光纤通信
红宝石激光器给光通信带来了新的希望， 和普通光相比，激光具有波谱宽度窄，方向性 极好，亮度极高，以及频率和相位较一致的良 好特性。激光是一种高度相干光，它的特性和 无线电波相似， 是一种理想的光载波。
第一章光纤通信
这种光电话利用太阳光或弧光灯作光源，通过 透镜把光束聚焦在送话器前的振动镜片上，使光强 度随话音的变化而变化，实现话音对光强度的调制。
在接收端，用抛物面反射镜把从大气传来的光 束反射到硅光电池上，使光信号变换为电流， 传送 到受话器。
存在问题：
由于当时没有理想的光源和传输介质， 这种光 电话的传输距离很短，并没有实际应用价值，因而 进展很慢。
继红宝石激光器之后，氦—氖(He - Ne)激 光器、二氧化碳(CO2)激光器先后出现，并投入 实际应用。 激光器的发明和应用， 使沉睡了80 年的光通信进入一个崭新的阶段
第一章光纤通信
实验证明：用承载信息的光波， 通过大气的传播，实现点 对点的通信是可行的。
利用He - Ne激光器和CO2激光器进行了大气光纤通信实验。但是通信 能力和质量受气候影响十分严重。由于雨、雾、雪和大气灰尘的吸收和散 射，光波能量衰减很大。例如，雨能造成30 dB/km的衰减， 浓雾衰减高达 120 dB/km。另一方面，大气的密度和温度不均匀，造成折射率的变化，使 光束位置发生偏移。 因而通信的距离和稳定性都受到极大的限制，不能实 现“全天候”通信。大气激光通信的稳定性和可靠性仍然没有解决。
第一章光纤通信
1970 年，作为光纤通信用的光源也取得了实质性的进展。 当年， 美国贝尔实验室、日本电气公司(NEC)和前苏联先后突破了半导体激光器 在低温(-200 ℃)或脉冲激励条件下工作的限制，研制成功室温下连续振 荡的镓铝砷(GaAlAs)双异质结半导体激光器(短波长)。
虽然寿命只有几个小时，但其意义是重大的，它为半导体激光器的 发展奠定了基础。1973 年，半导体激光器寿命达到7000小时。 1977 年， 贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到10万小时(约11.4年)，外推寿命 达到100万小时，完全满足实用化的要求。
从此，海底光缆通信系统的建设得到了全面展开，促进了全球通信网 的发展。
第一章光纤通信
光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段： 第一阶段(1966~1976年)，这是从基础研究到商业应用的
开发时期。在这个时期，实现了短波长(0.85 μm)低速率(45或 34 Mb/s)多模光纤通信系统，无中继传输距离约10 km。