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前沿 | 一根玻璃丝,竟能把世界连在一起?

  • 湖北科普网,重庆市科学技术协会
  • 2024-10-27
  • 828

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一根玻璃丝?

是的,这根玻璃丝叫光纤。

它细细的、透明的,而且有着一定的柔韧度,因为能够引导光沿着它跑,所以人们称它光导纤维,简称光纤。

光纤是玻璃做的吗?

对,又不对!把洋洋和妈妈联系在一起的光纤其实叫石英玻璃光纤,它的主要成分是石英,化学名称是二氧化硅。它和我们日常用来建房子的沙子的主要成分是相同的,但制造光纤的材料需要有很高的纯度,所以必须想办法除去杂质。

其实,除了玻璃(石英),塑料也可以用来制造光纤,满足不同的需要。

光纤为什么能让光沿着它跑呢?因为有全反射效应在起作用。

光纤很厉害吗?

当然!一条高速公路有10个车道,就已经超级宽了。但如果我告诉你,光纤就好比是有上万个车道的信息高速公路,你是不是很惊讶呢?

正是因为有这个本领,光纤被人们用来进行长距离的信号传递,它支撑了全球通信和互联网的高速传输,不仅仅把洋洋和妈妈连在了一起,而且把整个世界都连在了一起。

在光纤发明之前,人们用电缆传输信号。不过,用电缆传输,信号传不了多远就会变得微弱又模糊,因此需要设立很多接力站,用来放大和修正信号。这样一来,人们要投入很多钱。如果只是近距离用用还凑合,但要打越洋电话就会很贵,而且通话质量也不好。

光纤就不同了!它比电缆轻很多,安装起来方便;在传输数据的时候,就像一辆辆拉满了旅客的“复兴号”,不仅坐的“数据客人”多,还速度快,能一口气“跑”很远,不同的“复兴号”之间还互不干扰,最关键的是“票价”还很低。

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光纤真是个了不起的发明啊!有了它,我们在网络世界里就能更自由地“遨游”了。

在20世纪70年代初,光纤在我们国家完全是个“异想天开”的事物。

那时,武汉邮电学校的年轻教师赵梓森正在苦苦寻求光通信技术的突破。

一天,他偶然通过一本杂志了解到国外的“光纤通信”。玻璃丝还能通信?他敏锐地意识到这个想法“有门儿”。于是,他提出要在国内发展“光纤通信”项目。

“玻璃丝怎么能通信?赵梓森你不要胡搞,要花几千万元,你负得了责吗?”有人忍不住提醒他。

但他不为所动,并且坚信这条路能走得通。他和几个志同道合的同事把实验楼厕所旁边的一间清洗室“改造”成一间“实验室”没有现成设备,就用旧机床加工。没有精密调准器,就用螺丝钉加橡皮泥拼接。再加上电炉试管、酒精灯这些简易的实验设备和一些基础原料,自主研发光纤之路就这样开启了。

在一次实验中,试剂不慎从管道溢出,生成的氯气和盐酸冲进了赵梓森的眼睛和嘴里,他当场昏迷。同事们赶紧把他送进医院抢救。

医生一见赵梓森顿时愣住了,他的眼睛肿得厉害,口腔发炎,直淌黄水。这该如何抢救呢?医生也没遇到过这种情况!

这时,赵梓森刚好苏醒过来,他说:“用蒸馏水冲眼睛,打吊针。”2小时后,稍有好转的赵梓森又回到了实验室。

多年后他回忆说:“对待困难要有百折不挠的勇气;对待事业要有献身精神,这样才能成功。”

正是这种精神,激励他克服种种困难,并最终取得了成功。

1976年3月,在那间简陋的实验室里,一根长度为17米的玻璃细丝——中国第一根石英光纤,从赵梓森手中缓缓“流”过。

3年后,赵梓森团队拉制出中国第一根具有实用价值的低损耗光纤。自此拉开了中国光纤通信事业的序幕。这虽然不是世界上的首次,但这是中国在没有依靠任何外国技术的情况下研制成功的通信光纤。

进入20世纪80年代后,赵梓森率领团队先后完成了数十项光缆通信架设工程,而且不断刷新长度纪录。1993年完成的“京汉广工程”(北京—武汉—广州),全长3046千米,跨越北京、湖北、湖南、广东等6个省市,是当时世界上最长的架空光缆通信线路。

如今,由赵梓森院士等科学家开创的中国光纤事业已经蓬勃发展了40多年,中国也已经成为世界光纤强国。你愿意像赵梓森院士那样,做一个“追光的人”吗?

作者:潘复生,中国工程院院士、重庆大学教授、重庆市科学技术协会主席

审核专家:毛弋,重庆市科学传播专家团首席专家,重庆电子工程职业学院教授

编辑:赵雪婷

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