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光導(dǎo)纖維：全反射原理的實(shí)際應(yīng)用
光導(dǎo)纖維是由兩種或兩種以上折射率不同的透明材料通過(guò)特殊復(fù)合技術(shù)制成的復(fù)合纖維。
1、構(gòu)成材料
光導(dǎo)纖維由芯線和外涂層組成。
一般要求芯料的透光率高，而涂層材料要求折射率低，并且要求芯料和涂料的折射率相差越大越好。在熱性能方面，要求兩種材料的熱膨脹系數(shù)相接近，若相差較大，則形成的光導(dǎo)纖維產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，使透光率和纖維強(qiáng)度降低。另外，要求兩種材料的軟化點(diǎn)和高溫下的粘度都要相接近。
2、實(shí)際應(yīng)用
(1)光纖通訊—信息高速公路
激光是進(jìn)行光纖通信的理想光源。 光纜的直徑不到 0．1毫米，然而在這種小小的信息通道上，從理論上講，同時(shí)能傳送100億路的電話，100萬(wàn)路高質(zhì)量的電視節(jié)目，且不受電磁干擾，信息損失也極小。而目前一對(duì)直徑為0．65毫米的銅線僅能同時(shí)提供24路電話，一條直徑為76．2毫米包括22個(gè)銅軸管的銅軸電纜，也只能同時(shí)傳送4萬(wàn)路電話或23個(gè)電視頻道的節(jié)目，同時(shí)利用銅或其他金屬導(dǎo)線，將會(huì)占據(jù)很大的空間，而且價(jià)格高，還會(huì)受電磁的干擾。
光導(dǎo)纖維的原料就是我們常見的石英。 1公斤高純度的石英玻璃可以拉制出成千上萬(wàn)公里的光導(dǎo)纖維，要制造100公里的1800路電話的銅軸電纜則需要耗銅12噸、鉛50噸，光纜的直徑僅是銅軸電纜的1／50—1／250，其重量?jī)H為后者的百分之一。由于體積小，重量輕，可沿電纜同孔鋪設(shè)，節(jié)省了管道建設(shè)費(fèi)用，長(zhǎng)途干線用光纜代替電纜，可節(jié)省30％的費(fèi)用。在宇航和軍事航空上更可大顯身手，被稱為材料科學(xué)的神通。
(2)醫(yī)用內(nèi)窺鏡
光導(dǎo)纖維可以用于食道、直腸、膀胱、子宮、胃等深部探查內(nèi)窺鏡（胃鏡、血管鏡等）的光學(xué)元件和不必切開皮肉直接插入身體內(nèi)部，切除癌瘤組織的外科手術(shù)激光刀，即由光導(dǎo)纖維將激光傳遞至手術(shù)部位。
(3)照明和光能傳送
利用光導(dǎo)纖維可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)光源多點(diǎn)照明，光纜照明，可利用塑料光纖光纜傳輸太陽(yáng)光作為水下、地下照明。由于光導(dǎo)纖維柔軟易彎曲變形，可做成任何形狀，以及耗電少、光質(zhì)穩(wěn)定、光澤柔和、色彩廣泛，是未來(lái)的最佳燈具，如與太陽(yáng)能的利用結(jié)合起來(lái)將成為最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的光源。今后的高層建筑、禮堂、賓館、醫(yī)院 、娛樂場(chǎng)所、甚至家庭都可直接使用光導(dǎo)纖維制成的天花板或墻壁，以及彩織光導(dǎo)纖維字畫等，也可用于道路、公共設(shè)施的路燈、廣場(chǎng)的照明和商店櫥窗的廣告。此外，還可用于易燃、易爆、潮濕和腐蝕性強(qiáng)的環(huán)境中不宜架設(shè)輸電線及電氣照明的地方作為安全光源。
(4)光纖服裝
法國(guó)一公司首創(chuàng)了光纖噴砂打磨技術(shù)。用該方法處理后，可使激光沿著光導(dǎo)纖維束傳播而不受其包裹在外層的有反光作用的護(hù)套的影響。用這種光導(dǎo)纖維束織成的布料可通過(guò)發(fā)光傳遞信息。這些信號(hào)在黑暗里或濃煙密布中，可起到很大的救生作用。若用光導(dǎo)纖維織物制作帶傳感器的消防服，則其上的傳感器裝置可探測(cè)出化學(xué)危害并通過(guò)發(fā)光顯示，以警示附近其他人員。若特種部隊(duì)穿上這種面料制成的迷彩服，真成了 “變色龍”。