神奇玻璃丝支撑高速通信网 一根根细如头发的光纤支撑起当下高速通信网络。 为了更好地理解和认识光纤技术是如何在通信领域发挥作用的，张芳芳为记者做了柱状介质的导光演示实验。 在实验中，张芳芳将有机玻璃（PMMA）当做光纤，通过将激光导入有机玻璃介质，演示光纤中光波的传播行为和传输路径。可以看到，由于折射率的不同，光线在有机玻璃介质和空气的交界面发生了反射，形成了类似螺旋状的传播线路。而通过改变入射角，我们可以实现对光束传输路径的调控。利用光在光纤中的这一特性，光纤可以用接近光速的速度传输语音、图像和其他信息，为现代高速通信搭建了信息传递之网。 按照传输模式数目的多少，光纤可分为单模光纤和多模光纤。简单来说，单模光纤里，光只支持一种传输模式，从视觉上来看，只有一条直线传输路径。多模光纤则可以支持多种不同的传输模式，具有多条不同的传输路径。 张芳芳进一步解释说：“在相同的情况下，单模光纤只能传输一种模式，传输过程比较稳定，不容易串扰，因此光传输的过程中损耗较小，适合长距离的通信。而多模光纤则相反，容易产生串扰，相对来说损耗也较大，但因其支持多种模式，一定距离内可以实现更大容量的传输，因此更适合短距离通信。” 追光路还在脚下延伸 那么，你知道这根神奇的玻璃丝的来龙去脉吗？ 19世纪，英国物理学家约翰·廷德尔发现光可以沿着水流传播，水流改变方向后，光波方向也会跟着一起改变。 基于这一现象，人们开始寻找能够导光的材料。20世纪50年代，导光的玻璃纤维被发现。由于光能传送信息，光纤通信的概念孕育而生。那时玻璃纤维中含有大量杂质，光纤制备工艺也不成熟，光在传导过程中会出现严重损耗，极大影响了光纤的应用。 1964年，英籍华裔学者高锟提出，通过提升工艺，解决玻璃纯度和成分等问题，可以将光导纤维损耗从每公里1000分贝降至每公里20分贝以下，实现高效的信息传输。这一阈值的确立，为光纤通信打下了关键基础。1970年，美国康宁玻璃公司研制出世界上第一根超低损耗光纤，损耗为每公里20分贝。从此，光纤通信网络极速发展，将人类带入信息世界。因为在光纤领域的突出贡献，高锟被誉为“光纤之父”，并于2009年获诺贝尔物理学奖。 1977年，美国在芝加哥首次用多模光纤成功地进行了光纤通信试验。当时8.5微米波段的多模光波为第一代光纤通信系统。之后，在1981年、1984年以及19世纪80年代中后期，光纤通信系统迅速发展至第四代。第五代光纤通信系统则已达到应用标准，实现了光波的长距离传输。 我国于1974年开始光纤通信技术的研究，在20世纪70年代至80年代完成了一系列实用工程，这也成为现如今国内光纤通信技术广泛应用的基础。20世纪90年代，光纤开始取代传统的电缆，我国光纤通信系统的国家干线逐步形成。截至2018年末，全国接入网络基本实现光纤化，光缆线路总长度稳居世界第一，全国光网城市全面建成，移动通信网络覆盖水平在全球领先，建成4G基站372万个，5G网络建设已全面启动。 随着光纤技术的发展，微结构光纤、有源光纤、多芯光纤等特种光纤也相继出现，在激光传能、光束增益、光纤传感器、大容量通信等诸多方面展现出了独特的性能。短短数十年间，光纤技术已逐渐深入我们生活的诸多领域，其巨大的应用潜力正不断带给我们惊喜与期待。 正如一位科研人员所说，人类追光百年，开启了一个时代的巨幕，世界的动脉在光纤中流淌，让万物互联成为现实，使千里之外触手可及。追光的路还在脚下延伸。未来，光纤将衍生出更大的发展空间，科研人员也将继续捕捉光的力量，感知世界，改变未来。 | 
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